Сегодня каждый, кто стремится попасть в IT, задается вопросом - какой язык программирования изучить? Все ищут универсальный ответ, который предопределит головокружительную карьеру. Да, до изобретения интернета и появления мобильных платформ можно было освоить один язык, написать на нем программу и быть востребованным разработчиком. Сегодня реалии таковы, что даже джуниорам предъявляется огромный список требований, среди которых - знание нескольких языков.
Судите сами: для веб-разработки неплохо бы владеть PHP, JavaScript, Python, Ruby, а еще HTML и CSS; в мобильной сфере - Swift, Objective-C, Java, C#. Перечень языков для создания десктопных приложений можно даже не начинать - по сути, все будут полезны. Именно поэтому мы взяли на себя ответственность назвать 5 языков программирования, которые надо изучить хотя бы шапочно, чтобы сегодня называться программистом.
Python
Python - пожалуй, самый простой язык программирования из нашего списка. Здесь минимум служебных символов, динамическая типизация, максимально понятный синтаксис. И если вы мало что поняли из прошлого предложения - это повод начать обучение именно с Python.
Несмотря на визуальную простоту, этот язык - один из мощнейших. С его помощью с одинаковой легкостью можно и работать с текстом, и строить нейронные сети. Посмотрите:
Def fib_recursion(i) : if i > 1 : return fib_recursion(i- 1 ) + fib_recursion(i- 2 ) return i for i in range(10 ) : print i, fib_recursion(i)
В этом коде мы создали собственную функцию для вычисления последовательности Фибоначчи, а потом вывели ее на экран. Всего 6 строк потребовалось, чтобы описать достаточно сложное математическое действие.
Стоит упомянуть, что на данный момент актуальны две версии: Python 2 и Python 3. Вам за основу лучше брать последнюю, так как поддержка Python 2, а значит - и активная разработка на ней, прекратится совсем скоро.
Кстати, для тех, кто решился изучать Python, мы подготовили .
JavaScript
Следующий must have среди языков - JavaScript, для работы с ним хватит браузера. Синтаксис здесь на порядок сложнее: появляются служебные символы и конструкции с разношерстными скобками, названия функций далеко не всегда раскрывают суть действия, и даже простейший код имеет структурированный вид. Взглянем на переписанный код с функцией Фибоначчи:
Function fib_recursion(n) { return n < 1 ? 0 : n < = 2 ? 1 : fib_recursion(n - 1 ) + fib_recursion(n - 2 ) ; } console. log(fib_recursion(10 ) ) ;
Объем кода практически не изменился, зато снизилась читаемость. После изучения Python вы без проблем разберетесь, как работает структура return, и оцените удобство именно такого способа записи.
Кроме того, экосистема JavaScript богаче, чем Python. Она предлагает обилие сред разработки, редакторов кода, фреймворков, библиотек. Это еще один шаг к пониманию, как работает «взрослое» программирование.
В целом, JavaScript незначительно уступает Python по спектру решаемых задач, но его возможности «глубже». Знание этого языка пригодится при разработке программ на любых платформах.
C#
Если вы не определились с языком, значит еще не решили, что вас привлекает: веб, мобильные или десктопные приложения. Тогда ваше решение - C#, универсальный инструмент для всех направлений разработки. Чтобы создавать десктопные приложения, понадобится Visual Studio (версия Community - бесплатная). Для мира мобильных устройств установите Xamarian, а для веба пригодится ASP.NET.
Взглянем на наш код на языке C#:
static void Main(string args) { int number = 10 ; fib_recursion(number) ; } static void fib_recursion(int n, int a = 0 , int b = 1 ) { if (n = = 0 ) return ; Console. WriteLine(a) ; fib_recursion(- - n, b, b+ a) ; }Код вновь незначительно усложнился - это связано с использованием ключевого слова static. На этом этапе вы познакомитесь с грамотным использованием памяти, областями видимости данных и полностью погрузитесь в ООП. Ну, если не успели при знакомстве с JavaScript.
Swift
Подходим к самому интересному - языкам, безупречное владение которыми поможет вам попасть в сферу мобильной разработки. Swift не вполне универсален: он еще не полностью вытеснил Objective-C из приложений для Apple, но перспективы у него блестящие.
Четвертая версия Swift вышла в 2017 году: она содержит множество улучшений для работы со строками, коллекциями; возросла надежность и многое другое. Это уже не «сырой» язык, а классический представитель верхушки рейтинга TIOBE с планомерным развитием. С помощью Swift вы можете создавать приложения для всех продуктов Apple: macOS, watchOS, iOS и любой новой системы, если она появится.
Посмотрим на код последовательности Фибоначчи:
Func fib_recursion(num1: Int, num2: Int, steps: Int) { if steps > 0 { let newNum = num1 + num2 fib_recursion(num2, num2: newNum, steps: steps- 1 ) } else { print(" result = \(num2) " ) } } fib_recursion(0 , num2: 1 , steps: 10 )
Java
Более двух десятков лет этот язык находится в списке самых востребованных, а это уже что-то значит. Сегодня он в основном ассоциируется с разработкой приложений для Android - но это лишь малая часть его возможностей. При помощи Java вы можете создавать графические виджеты для веба или писать десктопные приложения - принцип независимости от платформы и устройства в Java живет и процветает.
Кроме того, Java - великолепный язык, чтобы полноценно понять программирование: здесь реализованы все принципы ООП, организована работа с памятью и периферией, можно поупражняться с функциональным программированием.
А вот так выглядит Java-код нашей последовательности в простейшем императивном случае:
Public class MainClass { public static long fib_recursion(long number) { if ((number = = 0 ) | | (number = = 1 ) ) return number; else return fib_recursion(number - 1 ) + fib_recursion(number - 2 ) ; } public static void main (String args) { for (int counter = 0 ; counter < = 10 ; counter+ + ) System. out. printf(" Fibonacci of %d is: %d \n " , counter, fib_recursion(counter) ) ; } }
Объем может показаться чрезмерным, но в действительности это не более чем базовые конструкции, обеспечивающие понятность кода и его надежность.
Для тех, кто хочет начать быстрое освоение Java, наш педагог Сергей Ирюпин подготовил цикл вводных статей, которые мы постепенно публикуем в блоге:
Заключение
К списку можно было бы добавить ряд полезных языков вроде PHP, C++ или Ruby. Или несколько функциональных для общего развития: Lisp, Haskell, Clojure. Впрочем, до этого вы обязательно дойдете. Но сперва выбирайте специализацию, записывайтесь на курсы GeekBrains и осваивайте пять описанных must know языков.
UPD. Если вы хотите знать, как изменилась ситуация с языками программирования во второй половине 2019 года, мы подготовили об этом .
Прежде чем вы захотите изучать какой-нибудь язык программирования надо знать немного об их истории и где они применяются.
Я представляю вам краткий обзор 25 известных языков программирования. Начиная с самого известного до менее популярного. Статья сделана для новичков в сфере программирования. Вы можете почитать о каждом языке и выбрать тот который вам больше понравиться для изучения.
Прежде чем приступить к изучению языков программирования рекомендую вам изучить курс по .
1. JavaScript
Прототипно-ориентированный сценарный язык программирования. JavaScript изначально создавался для того, чтобы сделать web-странички «живыми». В браузере они подключаются напрямую к HTML и, как только загружается страничка – тут же выполняются.
Когда создавался язык JavaScript, у него изначально было другое название: «LiveScript». Но тогда был очень популярен язык Java, и маркетологи решили, что схожее название сделает новый язык более популярным.
Планировалось, что JavaScript будет эдаким «младшим братом» Java. Однако, история распорядилась по-своему, JavaScript сильно вырос, и сейчас это совершенно независимый язык, со своей спецификацией и к Java не имеет никакого отношения.
2. Java
Строго типизированный объектно-ориентированный язык программирования. Приложения Java обычно транслируются в специальный байт-код, поэтому они могут работать на любой компьютерной архитектуре, с помощью виртуальной Java-машины.
Достоинством подобного способа выполнения программ является полная независимость байт-кода от операционной системы и оборудования, что позволяет выполнять Java-приложения на любом устройстве, для которого существует соответствующая виртуальная машина. Другой важной особенностью технологии Java является гибкая система безопасности, в рамках которой исполнение программы полностью контролируется виртуальной машиной.
Изначально язык назывался Oak («Дуб») разрабатывался Джеймсом Гослингом для программирования бытовых электронных устройств. Впоследствии он был переименован в Java и стал использоваться для написания клиентских приложений и серверного программного обеспечения.
3. PHP
Является распространенным интерпретируемым языком общего назначения с открытым исходным кодом (скриптовый язык). PHP создавался специально для ведения web-разработок и код на нем может внедряться непосредственно в HTML-код. Синтаксис языка берет начало из C, Java и Perl, и является легким для изучения.
Основной целью PHP является предоставление web-разработчикам возможности быстрого создания динамически генерируемых web-страниц, однако область применения PHP не ограничивается только этим.
4. Python
Высокоуровневый язык программирования общего назначения, ориентированный на повышение производительности разработчика, читаемости кода и на разработку веб приложений. Синтаксис ядра Python минималистичен. Код в Python организовывается в функции и классы, которые могут объединяться в модули.
5. C#
Объектно-ориентированный язык программирования. Разработан в 1998-2001 годах группой инженеров под руководством Андерса Хейлсберга в компании Microsoft как язык разработки приложений для платформы Microsoft .NET Framework. C# относится к семье языков с C-подобным синтаксисом, из них его синтаксис наиболее близок к C++ и Java.
Язык имеет статическую типизацию, поддерживает полиморфизм, перегрузку операторов, делегаты, атрибуты, события, свойства, обобщённые типы и методы, итераторы, анонимные функции с поддержкой замыканий, LINQ, исключения, комментарии в формате XML.
6. С++
Компилируемый, статически типизированный язык программирования общего назначения. Является одним из самых распространенных языков в мире. Google Chrome, Mozilla Firefox, Winamp и линейка продуктов Adobe были разработаны с помощью С++. Кроме того, некоторые современные игры и операционные системы были разработаны на С++ из-за быстрого процессинга и компиляции.
7. Ruby
Простой и читаемый язык программирования, ориентированный на разработку веб приложений. Разработанный Юкихиро Мацумто в 1995 году. Язык обладает независимой от операционной системы реализацией многопоточности, строгой динамической типизацией, сборщиком мусора.
Основное назначение Ruby - создание простых и в то же время понятных программ, где важна не скорость работы программы, а малое время разработки, понятность и простота синтаксиса. Язык следует принципу «наименьшей неожиданности»: программа должна вести себя так, как ожидает программист.
8. CSS
Cascading Style Sheets (каскадные таблицы стилей) формальный язык описания внешнего вида документа, написанного с использованием языка разметки.
Преимущественно используется как средство описания, оформления внешнего вида веб-страниц, написанных с помощью языков разметки HTML и XHTML, но может также применяться к любым XML-документам.
9. C
Компилируемый статически типизированный язык программирования общего назначения. Язык Си был разработан Деннисом Ритчи в 1972 году в Bell Labs. Он является предшественником таких языков программирования как С++, Java, C#, JavaScript и Perl. По этой причине изучение этого языка ведет к понимаю и других языков. Язык С используется для разработки низкоуровневых приложений, так как считается ближе всего к аппаратному.
10. Objective-C
Компилируемый объектно-ориентированный язык программирования, используемый корпорацией Apple, построенный на основе языка Си и парадигм Smalltalk. Язык Objective-C является надмножеством языка Си, поэтому Си-код полностью понятен компилятору Objective-C. Язык используется в первую очередь для Mac OS X (Cocoa) и GNUstep - реализаций объектно-ориентированного интерфейса OpenStep. Также язык используется для iOS (Cocoa Touch).
11. Shell
Он не столько язык, сколько интерпретатор команд (командный язык). Его скрипты используются для автоматизации обновления программного обеспечения. Содержит стандартные конструкции для циклов, ветвления, объявления функций. В семействе операционных систем, совместимых с ОС UNIX, язык SHELL используется в качестве стандартного языка управления заданиями.
12. R
Язык программирования для статистической обработки данных и работы с графикой, а также свободная программная среда вычислений с открытым исходным кодом в рамках проекта GNU. R широко используется как статистическое программное обеспечение для анализа данных и фактически стал стандартом для статистических программ. В R используется интерфейс командной строки.
13. Perl
Высокоуровневый интерпретируемый динамический язык программирования общего назначения. Название языка представляет собой аббревиатуру, которая расшифровывается как Practical Extraction and Report Language - «практический язык для извлечения данных и составления отчётов». Основной особенностью языка считаются его богатые возможности для работы с текстом, в том числе работа с регулярными выражениями, встроенная в синтаксис. На данный момент он используется для выполнения широкого спектра задач, включая системное администрирование, веб-разработку, сетевое программирование, игры, биоинформатику, разработку графических пользовательских интерфейсов.
14. Scala
Мультипарадигмальный язык программирования, спроектированный кратким и типобезопасным для простого и быстрого создания компонентного программного обеспечения, сочетающий возможности функционального и объектно-ориентированного программирования. Scala – программы во многом похожи на Java-программы, и могут свободно взаимодействовать с Java-кодом.
15. Go
Компилируемый многопоточный язык программирования, разработанный компанией Google. Язык Go разрабатывался как язык системного программирования для создания высокоэффективных программ, работающих на современных распределённых системах и многоядерных процессорах. Он может рассматриваться как попытка создать замену языку Си. При разработке уделялось особое внимание обеспечению высокоэффективной компиляции. Программы на Go компилируются в объектный код и не требуют для исполнения виртуальной машины.
16. SQL
Язык структурированных запросов. формальный непроцедурный язык программирования, применяемый для создания, модификации и управления данными в произвольной реляционной базе данных, управляемой соответствующей системой управления базами данных. SQL является прежде всего информационно-логическим языком, предназначенным для описания, изменения и извлечения данных, хранимых в реляционных базах данных. Каждое предложение SQL - это либо запрос данных из базы, либо обращение к базе данных, которое приводит к изменению данных в базе.
17. Haskell
Cтандартизированный чистый функциональный язык программирования общего назначения. Является одним из самых распространённых языков программирования с поддержкой отложенных вычислений. Отличительная черта языка - серьёзное отношение к типизации. Haskell превосходный язык для обучения и для экспериментов с сложными функциональными типами данных.
18. Swift
Открытый мультипарадигмальный компилируемый язык программирования общего назначения. Создан компанией Apple в первую очередь для разработчиков iOS и OS X. Swift работает с фреймворками Cocoa и Cocoa Touch и совместим с основной кодовой базой Apple, написанной на Objective-C. Swift задумывался как более легкий для чтения и устойчивый к ошибкам программиста язык, нежели предшествовавший ему Objective-C. Swift заимствовал довольно многое из Objective-C, однако он определяется не указателями, а типами переменных, которые обрабатывает компилятор. По аналогичному принципу работают многие скриптовые языки.
19. Matlab
Высокоуровневый интерпретируемый язык программирования, включающий основанные на матрицах структуры данных, широкий спектр функций, интегрированную среду разработки, объектно-ориентированные возможности и интерфейсы к программам, написанным на других языках программирования. Программы, написанные на MATLAB, бывают двух типов - функции и скрипты. Функции имеют входные и выходные аргументы, а также собственное рабочее пространство для хранения промежуточных результатов вычислений и переменных. Скрипты же используют общее рабочее пространство. Как скрипты, так и функции сохраняются в виде текстовых файлов и компилируются в машинный код динамически.
20. Visual Basic
Язык программирования, а также интегрированная среда разработки программного обеспечения, разрабатываемое корпорацией Microsoft. Язык Visual Basic унаследовал дух, стиль и синтаксис своего предка - языка BASIC, у которого есть немало диалектов. В то же время Visual Basic сочетает в себе процедуры и элементы объектно-ориентированных и компонентно-ориентированных языков программирования.
Visual Basic также является хорошим средством быстрой разработки RAD приложений баз данных для операционных систем семейства Microsoft Windows. Множество готовых компонентов, поставляемых вместе со средой, призваны помочь программисту сразу же начать разрабатывать бизнес-логику приложения, не отвлекая его внимание на написание кода запуска программы.
21. Delphi
Императивный, структурированный, объектно ориентированный язык программирования со строгой статической типизацией переменных. Основная область использования - написание прикладного программного обеспечения.
На сегодняшний день, наряду с поддержкой разработки 32 и 64-разрядных программ для Windows, реализована возможность создавать приложения для Apple Mac OS X , а также для Google Android (непосредственно исполняемые на ARM-процессоре).
22. Groovy
Объектно-ориентированный язык программирования, разработанный для платформы Java как дополнение к языку Java с возможностями Python, Ruby и Smalltalk. Groovy использует Java-подобный синтаксис с динамической компиляцией в JVM байт-код и напрямую работает с другим Java кодом и библиотеками. Язык может использоваться в любом Java-проекте или как скриптовый язык.
23. Visual Basic .NET
Объектно-ориентированный язык программирования, который можно рассматривать как очередной виток эволюции Visual Basic, реализованный на платформе Microsoft .NET. VB.NET не имеет обратной совместимости с более ранней версией (Visual Basic 6.0). Развитие проектов старых версий (*.vbp) возможно только после предварительной конвертации их в формат VB.NET специальным мастером (Migration Wizard); однако, после конвертации требуется существенная ручная доработка текстов.
24. D
Мультипарадигмальный компилируемый язык программирования, созданный Уолтером Брайтом из компании Digital Mars. Изначально D был задуман как реинжиниринг языка C++, однако, несмотря на значительное влияние С++, не является его вариантом. Также язык испытал влияние концепций из языков программирования Python, Ruby, C#, Java, Eiffel.
25. Assembler
Машинно-ориентированный язык низкого уровня с командами, не всегда соответствующими командам машины, который может обеспечить дополнительные возможности вроде макрокоманд; автокод, расширенный конструкциями языков программирования высокого уровня, такими как выражения, макрокоманды, средства обеспечения модульности программ.
Язык ассемблера - система обозначений, используемая для представления в удобочитаемой форме программ, записанных в машинном коде. Язык ассемблера позволяет программисту пользоваться алфавитными мнемоническими кодами операций, по своему усмотрению присваивать символические имена регистрам ЭВМ и памяти, а также задавать удобные для себя схемы адресации. Кроме того, он позволяет использовать различные системы счисления для представления числовых констант и даёт возможность помечать строки программы метками с символическими именами с тем, чтобы к ним можно было обращаться.
Я не стал брать все языки т.к. они не так сильно востребованы у профессиональных программистов. Моя задача выполнена, теперь Вам осталось выбрать подходящий язык и покорять его. Удачи Вам в ваших начинаниях.
- Языки низкого уровня (машинные коды и ассемблер)
- Средний уровень (C, Фортран ….)
- Высокий уровень (C++, Java, Python, Ruby, JavaScript ...)
Машинные языки (Самый низкий уровень)
Нам придётся совершить краткий визит из Software области в Hardware. Рассмотрим в упрощенном виде. Процессор – основной «мозг» компьютера. Материнская плата, на которой он установлен, содержит контроллеры, служащие для взаимодействия с прочими устройствами через шины (каналы данных для связи).Некоторые работают с большой скоростью (красные стрелки): процессор черпает из памяти команды и манипулирует данными, видеокарта – особенно в 3D играх, потребляет огромные объёмы текстур, фигур, координат пикселей и прочих объектов для построения изображения на экране монитора. Другим (в силу ограничения скорости обмена информацией) столь высокие показатели и не нужны. Разнообразные внутренние и внешние устройства подключены на схеме зелёными стрелками.
Внутренний мир процессора
Все команды процессора поступают из памяти на выполнение в двоичном виде. Формат, количество, подмножество инструкций зависят от его архитектуры. Большинство из них несовместимо друг с другом и следуют разным идеологиям. А также вид команды сильно зависит от режима (8/16/32… разрядность) и источника данных (память, регистр, стек…), с которыми работает процессор. Одно и то же действие может быть представлено различными инструкциями. Процессор имеет команды сложения двух операндов (ADD X,Y) и прибавления единицы к указанному (INC X). Добавление тройки к операнду можно выполнить как ADD X,3 или троекратно вызвав INC X. И, в отношении разных процессоров, нельзя предсказать какой из этих способов будет оптимальным по скорости или объёму занимаемой памяти. Для удобства двоичную информацию записывают в 16-ричном виде. Рассмотрим часть привычной программы (язык C, синтаксис которого сходный с Java) int func () { int i = getData ("7" ) ; return ++ i; . . . } Код, реализующий те же действия в виде последовательности инструкций для процессора: ... 48 83 ec 08 bf bc 05 20 00 31 c0 e8 e8 fe ff ff 48 83 c4 08 83 c0 01 ... Вот так, собственно и выглядит низкоуровневый язык программирования для процессора intel. Фрагмент, вызывающий метод с аргументом и возвращающий увеличенный на единицу результат. Это и есть машинный язык (код), который передается непосредственно сразу, без преобразований, на исполнение процессору. Плюсы:- Мы полностью хозяева положения, имеем самые широкие возможности использования процессора и аппаратуры компьютера.
- Для нас доступны все варианты организации и оптимизации кода.
- Необходимо обладать обширными знаниями по функционированию процессоров и учитывать большое количество аппаратных факторов при выполнении кода.
- Создание программ чуть более сложных чем приведенный пример приводит к резким увеличениям затрат времени по написанию кода и его отладку.
- Платформозависимость: программа, созданная для одного процессора, как правило, не будет функционировать на других. Возможно, и для данного процессора, в остальных режимах его работы, потребуется редактирование кода.
Язык ассемблера (низкий уровень)
В отличие от компьютера мы с вами лучше воспринимаем информацию в текстовом/смысловом, а не цифровом виде. Вы с легкостью назовете полсотни имён контактов в вашем смартфоне, но вряд ли сможете наизусть написать соответствующие им номера телефонов. Аналогично и с программированием. На лестнице типов мы поднимемся выше, сделав три основных шага:- Сопоставим группам цифровых инструкций процессора, выполняющих соответствующие действия, одну символьную команду.
- Выделим аргументы инструкций процессора отдельно.
- Введем возможность именовать области памяти, переменные, местоположение отдельных команд.
- Процесс написания и модификации кода упростился.
- Сохранился контроль ко всем ресурсам аппаратуры.
- Относительно легче переносить программу на другие платформы, но требуется их модификация в зависимости от аппаратной совместимости.
- Ассемблер относится к низкоуровневым языкам программирования. Создание даже небольших участков кода затруднено. К тому же также необходимо учитывать специфику работы аппаратуры.
- Платформозависимость.
Языки группы C/Фортран (средний/высокий уровень)
С развитием возможностей вычислительной техники объём функциональности и сроки реализации кода на ассемблере уже не устраивали. Затраты для написания, тестирования и сопровождения программ росли на порядок быстрее их возможностей. Необходимо было снизить требования от программиста в плане знаний функционирования аппаратуры, дать ему инструмент, позволяющий писать на языках, приближенных к человеческой логике. Перейти к новому уровню типов языков программирования. Предоставить возможность разбивать на разнообразные модули с дальнейшим последовательным вызовом (парадигма процедурного программирования), предоставить различные типы данных с возможностью их конструирования и т. п. Дополнительно эти меры привнесли улучшенную переносимость кода на другие платформы, более комфортную организацию командной работы. Одним из первых языков, поддерживающий всё вышеперечисленное был разработанный в 50-е годы прошлого века Фортран . Возможность создавать в текстовом виде с описанием логики выполнения используя циклы, ветвления, подпрограммы и оперируя массивами и представляя данные в виде вещественных, целых и комплексных чисел приводила инженеров и учёных в восторг. За короткое время были созданы научные «фреймворки» и библиотеки. Всё это и стало следствием того, что Фортран и поныне имеет актуальность, пусть и в узкой научной среде, и развивается, так как багаж наработок очень велик, одна только библиотека IMSL активно развивается с 1970 (!) года, много ли вспомните подобных актуальных software-старожилов? Другая ветка развития языков этого уровня – C . Если Фортран стал инструментом учёных, то C создавался в помощь программистам, создающим прикладное ПО: операционные системы, драйвера и т. д. Язык позволяет вручную управлять распределением памяти, даёт прямой доступ к аппаратным ресурсам. C-программистам приходится контролировать низкоуровневые сущности, поэтому многие придерживаются мнения, что язык C – усовершенствованный ассемблер и его часто называют языком «среднего» уровня. Привнеся в ассемблер типизацию данных, элементы процедурного и модульного программирования язык C и сегодня является одним из основных для системного программирования, чему также способствует и бурное развитие микроэлектроники в последнее время. Всевозможные гаджеты, контроллеры, сетевые и прочие устройства нуждаются в драйверах, реализации протоколов для совместной работы и прочем относительно низкоуровневом ПО для реализации взаимодействия с аппаратурой. Все вышеперечисленное способствует востребованности языка и в настоящее время. Объектно-ориентированные и функциональные принципы получили дальнейшее развитие в виде C++, C#, Java, взяв многое от синтаксиса C. Плюсы:- Упрощение процесса создания кода: введение типов, разбивка на модули, сокращение листинга программ.
- Прозрачная логика заложенного алгоритма вследствие ухода от машинных кодов к более понятным для человека командам в семантически описательном стиле.
- Переносимость. Стало достаточно перекомпилировать текст программы для выполнения на другой платформе (возможно, с небольшой модификацией).
- Скорость откомпилированных программ.
- Отсутствие автоматического управления памятью и необходимость постоянного её контроля.
- Отсутствие реализации концепций объектно-ориентированного и функционального программирования.
Развитие языков высокого уровня
Высокоуровневые языки программирования, в плане создания ПО, стали всё по большей части удаляться от машинных кодов и реализовывать различные, помимо процедурного, парадигм программирования. К ним относят также и реализацию объектно-ориентированных принципов. C++, Java, Python, JavaScript, Ruby… – спектр языков данного типа наиболее популярен и востребован сегодня. Они предоставляют больше возможностей для реализации разнообразного ПО и нельзя однозначно определить «специализацию» каждого из них. Но популярность применения в соответствующих областях обусловлена библиотеками/фреймворками для работы с ними, например: JavaScript – Frontend. Язык был разработан для взаимодействия клиентского веб-браузера с пользователем и удалённым сервером. Наиболее популярные библиотеки: Angular, React и VUE. В данное время относительно активно употребляется и на web и т. п. серверах (backend), особенно популярен Node.js. Ruby – Backend. Применяется для создания скриптов (служебных сервисных файлов) и на web серверах. Основной фреймворк - Ruby On Rails. Python – научная и инженерная сфера (помимо веб-области). Является альтернативой стандартным вычислительным и математическим пакетам (Mathematica, Octave, MatLab…), но имеет привычную семантику языка и большое число библиотек. Имеет много поклонников в области систем машинного обучения, статистики и искусственного интеллекта. Из часто используемых библиотек необходимо упомянуть django, numpy, pandas, tensorflow. С++ – Универсал, эволюционное развитие языка C. Предоставляет возможности функционального и объектно-ориентированного программирования и не потеряв при этом способность низкоуровневого взаимодействия с аппаратным обеспечением. За счёт чего реализуется производительность и гибкость при создании ПО, но и цена соответствует: высокий порог вхождения за счёт сложной спецификации языка, необходимости самостоятельного контроля за ресурсами при выполнении программы. Многие однопользовательское и системное ПО написано с его применением: модули операционных систем (Windows, Symbian…), игры, редакторы (Adobe Photoshop, Autodesk Maya…), базы данных (MSSQL, Oracle…), проигрыватели (WinAmp…) и т. д. Следует отметить, что современное ПО является сложным продуктом, в разработке которого используется сразу несколько языков программирования и расставлять степень участия каждого из них в общий результат бывает весьма затруднительно.Дальнейший прогресс
В последнее время набирает популярность и иной вид программирования - функциональное (дальнейшее развитие уровня языка) . Здесь уже другой вид абстракции для вычислений – функции, которые берут в качестве аргументов набор функций и возвращают другую. Роль переменных играют те же функции (привычные нам переменные – просто константные выражения, аналогичные final перед объявлением типа в Java). Собственно функция замкнута в своей области видимости, результат её работы зависит только от переданных аргументов. Отсюда вытекают два замечательных свойства:- Для тестирования нам необходимы только аргументы функций (результат работы не зависит от внешних переменных и т. п.).
- Программа в функциональном стиле чудесным образом готова к параллельной работе: последовательные вызовы функций можно пускать в соседних потоках (так как на них не действуют внешние факторы) и им не нужны блокировки (то есть, проблемы синхронизации отсутствуют). Хороший стимул уделить время этой теме, учитывая повальное распространение многоядерных процессоров.
Заключение
В настоящее время самые распространённые – языки ООП. Java, с момента возникновения, всегда находится в топе, обычно в тройке, востребованных языков. Помимо ООП, содержит элементы функционального программирования, и вы можете комбинировать разные стили составления ваших программ. Спектр применения Java весьма широк – это бизнес задачи, реализация веб-серверов (backend), основной язык создания Android-приложений, кроссплатформенные среды программирования и рабочих мест (IDE/АРМ) и моделирования и многое другое. Особенно сильны позиции Java в Enterprise секторе – области корпоративного программного обеспечения, которая требует качественный и долгоживущий код, реализацию самых сложных бизнес-логик.Компьютеры до сих пор плохо понимают естественные языки, которые используются для общения между людьми, по крайней мере, еще не научились понимать.
В свою очередь, люди плохо понимают машинные языки. Поэтому были созданы языки программирования, которые покрывают эту дыру в понимании, в модели мышления между человеком и компьютером.
Языки программирования могут быть:
- простыми,
- сложными и
- непонятными (например, графическими).
История возникновения языков программирования
Сейчас используется несколько сотен языков программирования, но еще больше таких языков уже не используется. Под новые задачи со временем разрабатывались новые языки программирования.
Нулевое поколение
- (электро) ,
- программируются структурой их собственного устройства
- узкоспециальные,
- возможности программирования ограничены.
Жаккардовый станок
Примером таких машин служит жаккардовый ткацкий станок с программируемым устройством. Он был сделан в 1804 году французом Жозефом Мари Жаккаром. Кстати, в его честь узорчатая, декоративная ткань названа жаккардовой или жаккард.
С помощью станка можно было легко и массово производить вышивки на ткани при помощи перфокарт, представленных ниже на рисунке:
Рис. 1. Перфокарты для ткацкого станка Жаккарда
На перфокартах была запрограммирована последовательность действий для станков, чтобы воспроизвести какой-либо рисунок на ткани.
Машина Беббиджа
Интернет и Веб
Появились специализированные языки:
- JavaScript.
Многие сайты написаны с помощью PHP и JavaScript.
Некоторые ранее существовавшие языки с появлением Интернета и Веба нашли новые ниши и стали веб-ориентированными:
- Ruby,
- Pynton,
- Java.
К 2000-м годам старые языки программирования постепенно «умирают», появляются новые, но нет общепризнанной концепции, что же происходит с этими вещами.
Любой язык программирования – это искусственный язык, который имеет свой цикл жизни. Аналогично, операционные системы семейства Windows тоже имеют свои жизненные циклы: .
Жизненный цикл языка программирования:
- создание,
- early adoption (первоначальное использование языка),
- (промышленный) успех,
- угасание, смена другими языками.
В современном мире основная часть программного обеспечения (софта) пишется на 10-15 языках, хотя за все время, которое нам известно, было создано больше сотен языков программирования. Официально как-то зарегистрировано 300 или 400 языков.
Что есть язык программирования
Язык – это
- синтаксис (правила написания программ),
- семантика (поведение элементов, которые входят в правила написания и встроены в язык),
- runtime (среда выполнения).
Синтаксис определяет форму текстового представления программ, то есть, как их нужно написать, какие слова в язык входят, как ставить запятые, пробелы и т.д.
Синтаксис на примере Lisp
Одним из самых простых языков программирования, которые имеют формальную грамматику, считается язык списков LISP.
Рис. 10. Программа на LISP
LISP является очень старым языком, который вырабатывает списки. Грамматика такого языка – это грамматика списков, читается сверху вниз.
- В Лиспе есть выражения: может быть один атом, либо список;
- atom – это число или символ,
- number – число, то есть, с плюсом или минусом цифры, не менее одной,
- symbol – это буквы, сколько угодно раз, можно даже много раз,
- list – список, выражения в скобочках более одного раза.
Программа на Лиспе – это список списков. Знаков препинания в Лиспе нет, но есть скобочки. Могут быть такие длинные программы на Лиспе, где в конце идет 2-3 листа, состоящих из одних закрывающих скобочек.
Простейший интерпретатор Лиспа занимает всего 19 строк! Ни один другой язык не может себе позволить себе такой роскоши.
Семантика
Если грамматика описывает формы представления: буквы, цифры, скобочки, то семантика описывает то, как программа работает, что эти буквы, цифры, скобочки означают, как они работают, взаимодействуют друг с другом и т.п.
Варианты представления семантики довольно ограничены.
Семантика может быть:
- описана на естественном, человеческом языке. Многие языки можно описать только так. На самом деле, это основной случай, когда просто есть документ, где описано по-русски или по-английски, что такая-то штука работает таким-то образом, одна команда делает одно, другая делает такие-то вещи и т.п.;
- задана формально (в специализированных языках, например, для каких-то расчетов поведение элементов можно описать формально);
- определена исходной реализацией (редко используют, но это «последняя надежда» на описание, когда слишком сложная семантика или не очень важная);
- описана набором тестов (кейсов), а именно, что это должно так работать, а это вот таким образом.
Семантика разделяется на две части:
- статическую,
- динамическую.
Статическая семантика
- придает смысл лексическим конструкциям;
- определяет допустимые значения переменных и параметров;
- описывает синтаксические ограничения, например, с помощью синтаксиса не получится описать, что нельзя складывать строки с числами.
Динамическая или фронтальная семантика этапа выполнения
- определяет общий характер выполнения программы;
- описывает, как работают встроенные операции и встроенные библиотеки. Это основная часть семантики, которая нужна, чтобы понять, как программа будет жить и работать после ее написания;
- задает требования для интерпретатора.
Система типов данных в языках программирования
Важной частью семантики является система типов – это набор правил и выражений для методов, которые написаны в идеологии языка и того, как они между собой взаимодействуют.
Обычно в языке программирования имеется система типов данных – это строки, числа, списки и т.д. Есть, например, язык Форс, где все данные – просто , другими словами, существуют языки, где вообще не встроены типы данных.
Если же система типов присутствует, то можно провести деление языков программирования на два независимых друг от друга класса, которые приведены ниже.
Система типов данных:
- типизированный или нетипизированный язык
- статическая или динамическая типизация
- строгая или слабая типизация
Если типизация статическая, то типы всех и выражений, которые написаны в программе, известны до момента ее выполнения, то есть, когда описываются функции, классы, переменные, то сразу задаются или явно обеспечиваются условия для того, чтобы тип такой конструкции был известен с самого начала.
Если типизация динамическая, то, наоборот, тип объектов контекстного языка неизвестен до момента выполнения, то есть тип функции или чего угодно будет неизвестен до самого конца.
Строгая типизация означает, что если у сущности есть какой-то тип и он известен, то этот тип может заменяться, но у самого объекта тип фиксированный, и он не меняется.
При слабой типизации тип объекта может быть разным в зависимости от контекста и от того, что Вы с ним делаете.
За системой типов языка приходится следить. Из-за неверно заданного типа только одного, не очень заметного символа в начале программы меняется тип всего выражения и поэтому в итоге могут получаться очень странные ошибки.
Следующая важная характеристика языка –
Парадигма языка программирования
- с греческого – шаблон, пример, образец;
- это система идей и понятий, определяющих стиль написания программ на этом языке – то, как язык предполагает написание программ на нем (wiki);
- язык «благоволит» одной или нескольким парадигмам (мультипарадигменность).
Главные парадигмы
- императивная: программа – набор последовательных инструкций, изменяющих внутренне состояние компьютера, данных и т.д. То есть, программа – это инструкция;
- функциональная: программа – набор математических функций. Работа программы – вычисление значения функций;
- объектно-ориентированная: предметная область описывается при помощи объектов со свойствами и методами. Программа – процесс взаимодействия объектов;
- логическая: программа – набор утверждений о предметной области. Работа программы – установление истинности высказываний об этой предметной области.
Часто одну и ту же практическую задачу можно реализовать с помощью любой из парадигм, перечисленных выше.
Еще одной важной частью языка, которую нужно учитывать при использовании языка, является Runtime – то, как язык выполняется.
Runtime – выполнение программы
Программа может выполняться по-разному:
- самым простым и наивным способом выполнения программы является интерпретация – чтение исходного кода в момент запуска. Так работают легкие, скриптовые языки. Также работает сам программист: когда он написал программу, то смотрит своими глазами на собственную программу и прикидывает, как его программа будет работать и что делать;
- распространенным способом запуска программ является компиляция в машинный код – отдельный шаг до запуска. Есть отдельный инструмент – компилятор, где читаются исходники программы, что-то с ними делают, преобразуя в машинные коды, которые понятны текущей системе. Потом этот код выполняется непосредственно «железки»;
- гибридный способ – это байт-компиляция и выполнение в виртуальной машине. Компилятор читает исходный код, после чего производится байт-код, который выполняется в виртуальной машине.
Перечисленные три способы разные и используются для разных целей. Эти техники могут комбинироваться – интерпретатор может компилировать на лету какие-то куски программы, чтобы работало быстрее. Динамически-сгенерированный код может интерпретироваться без компиляции.
Представители языков
Язык C
– один из самых популярных, один из самых важных по физически написанному по нему коду, практически это «наше всё».
Он создан в 1972 году, создатели – Деннис Ритчи (Dennis Ritchie) и коллеги. Д.Ритчи создал также систему Linux и многие другие полезные вещи.
- императивный,
- компилируемый,
- ручное управление памятью (при помощи некоторых операций, встроенных в язык, вам нужно выделить элементы памяти под переменные и затем вы освобождаете их, когда они больше не нужны).
Кстати, С актуален до сих пор, используется для:
- системного программирования (например, ядро Linux написано на C),
- number-crunching (так называемые числа-дробилки, то есть, для больших вычислений, где важно быстродействие),
- программирования микроконтроллеров и встраиваемых систем.
С – низкоуровневый язык, можно сказать, что это Ассемблер с человеческим лицом, ибо почти любую конструкцию C человек может вручную преобразовать в Ассемблер и получатся довольно понятные операции.
Программы на C получаются очень компактные. Они не намного больше, чем если бы аналогичные программы были написаны на Ассемблере. При этом разработка на C проходит намного быстрее, чем на Ассемблере.
Поэтому C сейчас используется для таких задач, где требуется быстродействие, очень важно управление памятью и большое значение имеет компактный объем самой программы. Если у Вас маленький микроконтроллер, который встраивается в какое-то устройство, то программа для него, скорее всего, будет написана либо на Ассемблере, либо на C.
Рис. 11. Пример простой программы на C.
Java
- Создан в 1995 году,
- создатели – Джеймс Гослинг (James Gosling) и Sun Microsystems (в этой компании работал Гослинг).
- Объектно-ориентированный, императивный (C императивный, но НЕ объектно-ориентированный),
- строго- и статически-типизированный,
- байт-компилируемый с виртуальной машиной,
- нет доступа к памяти, автоматическая сборка мусора (последняя работает хорошо, если имеется треть или четверть свободной памяти).
В 90-ых годах JAVA получила большую популярность как мультиплатформенный язык. Один раз написав виртуальную машину для какой-то платформы, допустим для Windows или для Linux или для Mac, можно любые программы на JAVA запускать на ней без перекомпиляции. Поэтому язык был популярен в эпоху веба, когда было разных платформ (разные версии Windows, разные Маки). Программы на JAVA работали быстро и довольно хорошо на разных платформах.
Используется для:
- прикладного программирования, в том числе для веб-программирования,
- встраиваемых систем (если С используется для микроконтроллеров, то JAVA – для мобильных телефонов, терминалов и т.п.),
- высоконагруженных систем с большим количеством пользователей (банковские программы, системы управления воздушным движением и т.п.).
Следует отличать спецификации языка Java и различные реализации JVM:
- Sun JDK (от компании Sun, ныне это Oracle),
- IBM JDK (продается за деньги),
- OpenJDK (абсолютно свободная)
- и т.п.
Рис. 12. Пример простой программы на JAVA.
Как видно на рис. 12, приходится писать много букв, чтобы выполнить простые действия. Java часто называют новым Коболом, так как она содержит те же негативные свойства, которые когда-то сделали Кобол плохим языком.
Тем не менее JAVA очень популярна, в частности, на ней написана клиентская часть операционной системы .
Lisp
- Он действительно завершает Lis t P rocessor (LisP);
- создан в 1958 году;
- создатели – Джон Маккарти;
- чистый функциональный язык, несмотря на довольно странный синтаксис;
- строго- и динамически- типизированный;
- как правило, интерпретируемый;
- нет доступа к памяти, автоматическая сборка мусора, которая ложится на интерпретатор, а не на виртуальную машину.
Используется для:
- научного программирования и исследований;
- искусственный интеллект – Lisp был создан в самом начале по поиску с интеллектом. В конце 1950-ых – начале 1960-ых в научных кругах было сильное ощущение, что вот-вот будет создан искусственный интеллект. Тогда считалось, что ключевыми особенностями искусственного интеллекта будет возможность оперировать естественным языком, текстом, читать, говорить и делать какие-то разумные вещи. Для обработки смысловых данных из текста был создан Lisp, он позволяет такие вещи делать хорошо;
- всего, чего угодно, но, как правило, используется не очень эффективно.
Язык Lisp, разработанный в 1958 году, претерпел массу изменений.
У него есть множество реализаций и диалектов:
- CommonLisp (создан в 1970-ых) – классическая реализация, которая считается основной;
- Scheme (схема) – упрощенный диалект, который некоторые вещи из CommonLisp выбрасывает и позволяет делать проще;
- Clojure – диалект Lisp в плане языка, но работает поверх JAVA-машины, то есть компилируется в байт-код и исполняется также, как будто это JAVA-программа.
Рис. 13. Программа на LISP: сортировка пузырьком
Python (Питон)
- Назван в честь британского шоу 1970-ых годов Monty Pynton’s Flying Circus (там старые шутки, но смешные)
- создан в 1991 году
- создатель – голландец Guido van Rossum
- мультипарадигменный язык, объектно-ориентированный, императивный, функциональный
- строго- и динамически-типизированный
- интерпретируемый, байт-компилируемый с виртуальной машиной (в зависимости от реализации)
Используется для:
- скриптового программирования
- веб-программирования
- научного программирования (имеются большие, сильные пакеты для работы с моделированием, с вероятностью, со статистикой и в других областях, которые объединяют в себе опыт, накопленный в других областях)
Python – спецификация языка. Существует несколько основных реализаций:
- CPython – основная (reference)
- Jython – поверх JVM
- PyPy – Python in Python («Питон на Питоне» работает быстрее и лучше, чем CPython и Jython)
Рис. 14. Программа на Python: сортировка пузырьком
У Python есть важная особенность – вместо скобочек (круглых, фигурных) для выделения блоков кода и структурных элементов используются отступы с помощью пробелов, что довольно необычно для всех языков. Кроме Python такой особенностью почти никто не обладает.
Выбор языка под задачу
Как выбрать язык под задачу, когда Вы знаете, что Вам нужно сделать, но не знаете на чем?
Важный совет: используйте то, на чем Вы умеете программировать. Это гораздо лучше, чем использовать то, на чем Вы НЕ умеете программировать.
Экосистема
Язык, который Вы хотите взять, не должен быть «голым» языком, у него должна быть экосистема, которая включает:
- средства разработки (удобное IDE)
- готовые библиотеки и фреймворки
- инструменты тестирования для запуска тест-кейсов: тестовые фреймворки и инструменты
- системы пакетирования и развертывания для того, чтобы написанный код можно было упаковать, куда-то выложить, чтобы другие могли легко воспользоваться. У языка Си нет такой возможности, а у языков Руби и Питон есть.
- коммьюнити. Не надо пользоваться мертвыми языками, какими бы классными они не были. Если не у кого спросить, Вы останетесь в полном тупике. Считается, что одни коммьюнити более дружелюбные, другие – менее. Например, коммьюнити Руби классное, а коммьюнити Java ужасное – там даже спрашивать ничего не надо.
Популярность
Сложно найти в команду людей, которые пишут код на редко используемом языке, к примеру на Eiffel. С другой стороны, на вакансию по мега-популярному языку JAVА, в котором порог входа низкий, набежит много народа, но будет непросто подобрать людей, которые пишут на нем действительно хорошо.
Чем популярнее язык, тем больше у него библиотек, коммьюнити, фреймворков и других вещей, которые нарастают сами по себе сверху.
Скорость обучения
Почти никто не знает язык до конца. По мере работы Вам потребуется учиться языку все дальше и дальше. Некоторые языки учатся легко, а какие-то очень плохо.
JAVA – язык простой в изучении и простой по возможностям, а дальше все строится не за счет языка, а за счет инструментов.
С++ выучить до конца невозможно, потому что там есть очень сложные вещи с кодогенерацией.
Нишевость языков
Конкретные языки лучше подходят для решения определенных нишевых задач.
Пример 1: веб приложение, которое
- взаимодействует с базой данных
- внутренний сервис в компании
- нужна быстрая разработка, потому что шеф очень просит.
Для такой задачи, скорее всего, подойдет Python или Ruby. Не надо это делать на JAVA
Пример 2: биллинговая система сотового оператора
- тысячи операций в секунду, масса различных платежей и переводов
- высокая надежность и отказоустойчивость
- гибкость в конфигурации, диагностика проблем
В этом случае наш выбор – Java, С++, Erlang – богатые языки с богатым инструментарием.
Пример 3: код бортовой ЭВМ для спутника
- ограниченные ресурсы (всего мегабайт памяти и очень низкая тактовая частота)
- жесткое реальное время, чтобы спутник не потерял ориентацию, не сломался и не взорвался
- строго известные задачи, нет никакой гибкости и нет настроек
- большое количество вычислений
Наш выбор – С и С-подобные языки (и даже ассемблер), потому что очень мало ресурсов и эти требования надо соблюсти.
Статья основана на видео:
Как правильно выбрать язык программирования – Иван Калинин
Видео снято в декабре 2014 года, тем не менее, вся информация актуальна и не имеет срока давности. Многие материалы с позиции сегодняшних реалий представляют несомненный интерес, например, о том, что ученые еще в конце 1950-ых – начале 1960-ых годов считали, что искусственный интеллект уже на пороге и с его помощью можно будет вот-вот работать на компьютере с естественным, обычным, человеческим языком.
Списки языков программирования По категориям Хронологический Генеалогический Приведён список языков программирования, сгруппированных по категориям. Некоторые языки попали в несколько категорий. Содержание … Википедия
Списки языков программирования По категориям Хронологический Генеалогический Приведён генеалогический список языков программирования. Языки классифицируются в соответствии с предшествующими языками, которые оказали сильное влияние на формирование … Википедия
Содержание 1 По производителю или платформе 1.1 Flash 1.2 Java 1.3 Microsof … Википедия
Списки языков программирования По категориям Хронологический Генеалогический Хронология языков программирования упорядоченный в хронологическом порядке список языков программирования. Содержание … Википедия
Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей. Условные обозначения … Википедия
Эта страница информационный список. Языки программирования.NET (Языки с поддержкой CLI или CLI языки) компьютерные языки программирования, используемые для создания библиотек и программ, удовлетворяющих требованиям Comm … Википедия
Основная статья: Текстовый редактор Список текстовых редакторов Windows и таблица сравнения. Содержание 1 Таблица сравнения известных текстовых редакторов … Википедия
Язык программирования C# один из наиболее популярных языков программирования на сегодняшний день. Paint.NET открытое программное обеспечение для обработки растровой графики SharpDevelop открытая IDE для языков C#, Visual Basic .NET (VB.NET), Boo … Википедия
Это список программного обеспечения, разрабатываемого Free Software Foundation как часть проекта GNU UNIX подобной операционной системы состоящей целиком из свободного программного обеспечения. Большая часть из этих пакетов также… … Википедия
Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия
Книги
- JavaScript для детей. Самоучитель по программированию , Морган Ник. О книгеЭта книга позволит вам погрузиться в программирование и с легкостью освоить JavaScipt. Вы напишете несколько настоящих игр - поиск сокровищ на карте, `Виселицу` и`Змейку`. На каждом…
- Python для детей. Самоучитель по программированию , Бриггс Джейсон. О книге Эта книга - самоучитель по одному из самых востребованных на сегодняшний день языков программирования - Python. Начиная с самых простых действий, шаг за шагом вы будете писать свои…
