Суть языков программирования: для чего они нужны
Что это такое? Суть языков программирования заключается в их главном предназначении – коммуникация между машиной и человеком посредством простого и понятного кода. Они пришли на смену нулям и единицам, перфокартам и перфолентам.
Какие есть? На сегодняшний день существует сотни языков программирования. Какие-то из них давно мертвы, другие только-только увидели свет, но уже громко заявили о себе. Из нашего материала вы узнаете больше о языках программирования и современных трендах.
Суть языков программирования
Языком программирования (ЯП) называют определенную систему знаков и символов, предназначенную для написания компьютерных программ. Данная знаковая система подчинена различным правилам и включает в себя некий набор команд, с помощью которых пишется программный код.
Люди общаются друг с другом на естественных языках, разработчики же с компьютерами взаимодействуют на языках программирования. Написанный программистом код — это алгоритм действий, который должно выполнить устройство. Таким образом, язык программирования помогает человеку записать понятную компьютеру последовательность операций.
Все виды языков программирования, суть которых сводится к преобразованию понятных человеку команд в машинный код, обладают строгим синтаксисом. К примеру, конец строки должен заканчиваться точкой с запятой. Такое правило позволяет компьютеру отделять команды друг от друга.
В настоящее время насчитывается несколько тысяч языков программирования, однако реальной востребованностью обладают лишь несколько десятков из них. Разнообразие языковых средств объясняется потребностью в различных инструментах под конкретные типы задач.
В частности, языками программирования пользуются не только собственно разработчики программ, но и системные администраторы, инженеры сетей, тестировщики и прочие узкопрофильные IT-специалисты. Каждая задача для своего решения нуждается в конкретном языковом средстве в виде как промышленного, так и внутреннего ЯП для определенной системы. При этом один язык может быть использован в нескольких сферах деятельности.
Как появились языки программирования
Во времена, когда был создан первый язык программирования, компьютеры не имели ни клавиатуры, ни даже дисплея. Это были сравнительно примитивные устройства, работавшие на перфокартах (специальных пластинах с отверстиями). Наличие либо отсутствие отверстия являлось прототипов современной двоичной системы из нулей и единиц.
Первые компьютерные программы писались сразу на машинном коде. Каждая операция выбивалась людьми на перфокарте вручную как совокупность отверстий. Полученный код затем считывался специально предназначенным для этого устройством. Собственно работа тогдашних программистов заключалась в проделывании таких вот отверстий. С течением времени, конечно, изобретались более интересные инструменты, облегчающие работу специалистов. В числе таковых был язык ассемблер.
В итоге задача программистов немного облегчилась. Теперь не нужно было запоминать машинный код для каждой операции. Вместо этого использовались более понятные команды, взятые из английского языка (add, mov и т. д.).
Правда, необходимо было знать регистры и области памяти и перечислять их для выполнения определенных действий, так как компьютеры в те времена были еще недостаточно «умными». Ассемблер хотя и облегчал жизнь программисту, все же требовал от него значительного умственного напряжения.
Со временем стало понятно, что разработка сложных программ подобным образом весьма затруднительна, так как производительность разработчиков была сравнительно низкой. В день писалось всего несколько строчек кода — и те выполняли лишь какие-то незначительные операции в рамках одного проекта. Поэтому люди стремились максимально приблизить ЯП к естественным языкам. Это дало бы возможность значительно ускорить процесс разработки и сделать его более удобным и легким.
Как «работают» языки программирования
Любая операция, производимая компьютером — это результат прохождения электрических сигналов по микросхемам. На более высоком уровне эти сигналы преобразуются в машинный код, состоящий из нулей и единиц. Первые означают отсутствие сигнала, вторые — его наличие. Чтобы представить себе всю сложность работы с машинным кодом напрямую, достаточно сказать, что одна команда любого языка программирования — это сотни нулей и единиц.
В этом и состоит основная причина появления языков программирования. Они, во-первых, понятнее для человека, во-вторых, гораздо быстрее реализуют поставленную задачу, даже очень сложную.
Но внутри ЯП также существует деление. Одни языки ближе к машинному коду, другие же максимально удалены от него в сторону легкого восприятия человеком. Применение тех или иных средств зависит от конкретных видов задач. Последние в свою очередь определяют требования к языку и принципы его действия.
Но тут может возникнуть уместный вопрос. Каким образом устройства, понимающие лишь машинный код, способны распознавать команды языков программирования? Это возможно благодаря интерпретаторам и компиляторам — специальным преобразователям кода, превращающим набор команд в совокупность нулей и единиц. Тут можно провести аналогию с переводчиками с иностранных языков.
Команда GeekBrains совместно с международными специалистами по развитию карьеры подготовили материалы, которые помогут вам начать путь к профессии мечты.
Подборка содержит только самые востребованные и высокооплачиваемые специальности и направления в IT-сфере. 86% наших учеников с помощью данных материалов определились с карьерной целью на ближайшее будущее!
Скачивайте и используйте уже сегодня:
Топ-30 самых востребованных и высокооплачиваемых профессий 2023
Поможет разобраться в актуальной ситуации на рынке труда
Подборка 50+ ресурсов об IT-сфере
Только лучшие телеграм-каналы, каналы Youtube, подкасты, форумы и многое другое для того, чтобы узнавать новое про IT
ТОП 50+ сервисов и приложений от Geekbrains
Безопасные и надежные программы для работы в наши дни
Компилятор непосредственно собирает (компилирует) готовую программу из исходного кода. Полученный исполняемый файл можно запустить, чтобы компьютер сразу начал выполнение программы.
Интерпретатор отличается от компилятора одновременным выполнением программы в процессе построчного перевода исходного кода. То есть, первая строчка обрабатывается и сразу же отправляется на исполнение, далее читается следующая строка и т. д.
По этому признаку все языки программирования классифицируются на компилируемые и интерпретируемые и, таким образом, различаются поведением. Эта особенность важна, например, при отладке программы.
Развитие и забвение языков программирования: почему это происходит
Технологии программирования развиваются благодаря тому, что на некоторых этапах сообщество разработчиков начинает нуждаться в новых языковых средствах для решения текущих задач. Задаваясь вопросом, сколько есть языков программирования, следует учитывать именно изначальную специализацию этих языков. Некоторые из них в процессе развития видоизменяются, расширяются и подстраиваются под более актуальные требования.
Так, на основе JavaScript был разработан фактически отдельный язык TypeScript, обладающий особым синтаксисом, но при этом легко преобразуемый в тот же JS.
Иногда язык создается для конкретного устройства или определенной узкой задачи. Отдельно стоит упомянуть об эзотерических языках, созданных исключительно для забавы или из любви к искусству.
Существование любого языка программирования зависит от наличия задач, которые он призван решать. Другими словами, следует отталкиваться от существования актуальных проблем в IT-индустрии, чтобы понимать, какие есть языки программирования. Со временем устаревшие языковые средства отмирают и забываются, так как они уже не подходят для решения современных задач.
Но данный процесс «отмирания» происходит очень медленно. Полный отказ от использования языка подразумевает под собой перевод всего устаревшего кода на новый язык.
По этой причине многие существующие сегодня масштабные программные комплексы до сих пор работают на морально устаревших Ada, Fortran и т. д.
6 современных и востребованных языков программирования
Для далеких от программирования людей общение профессиональных разработчиков может показаться малопонятным. Употребляемые странные слова вроде «си плюс плюс», «питон», «джава», «джиэс» простым обывателям абсолютно ни о чем не говорят.
Чтобы хоть немного прояснить смысл профессионального жаргона, рассмотрим, какие популярные языки программирования сейчас есть, каковы достоинства и недостатки каждого из них, а также сложность их изучения новичками.