Одной из самых революционных идей, приведших к созданию , была высказанная в 20-х годах 19 века Ч.Бэббиджем мысль о предварительной записи порядка действий машины – . С этого момента начинается история языков программирования .
Революционным моментом в истории языков программирования стало появление системы кодирования машинных команд с помощью специальных символов, предложенной Джоном Моучли, сотрудником Пенсильванского университета. Система кодирования, предложенная Моучли, увлекла одну из сотрудниц его компании – Грейс Мюррей Хоппер, которая посвятила всю свою жизнь компьютерам и программированию.
При работе на компьютере "Марк-1" Г. Хоппер и ее группе пришлось столкнуться со многими проблемами. В частности, они придумали подпрограммы.
На заре истории языков программирования машинный код был единственным средством общения человека с компьютером. Огромным достижением создателей языков программирования было то, что они сумели заставить сам компьютер работать переводчиком с этих языков на машинный код.
В конце 40-х годов, до прихода Г. Хоппер в фирму Джона Моучли, последний создал систему под названием "Short Code", которая являлась примитивным языком программирования высокого уровня. В ней программист записывал решаемую задачу в виде математических формул, а затем, используя специальную таблицу, переводил символ за символом, преобразовывал эти формулы в двухлитерные коды. В дальнейшем специальная программа компьютера превращала эти коды в двоичный машинный код. Система, разработанная Дж. Моучли, была по существу одним из первых примитивных интерпретаторов.
Уже в 1951 г. Хоппер создала первый в мире компилятор и ею же был введен сам этот термин. Компилятор Хоппер осуществлял функцию объединения команд и в ходе трансляции производил организацию подпрограмм, выделение , преобразование команд высокого уровня (в то время псевдокодов) в машинные команды.
Середина 50-х годов характеризуется стремительным прогрессом в истории языков программирования. Роль программирования в машинных командах стала уменьшаться. Начали появляться языки программирования нового типа, выступающие в роли посредника между машинами и программистами. Первым и одним из наиболее распространенных был Фортран, разработанный группой программистов фирмы IBM в 1954 г. (первая версия).
В середине 60-х годов сотрудники математического факультета Дартмутского колледжа Томас Курц и Джон Кемени создали специализированный язык программирования, который состоял из простых слов английского языка. Новый язык назвали BASIC.
В начале 60-х годов все существующие языки программирования высокого уровня можно было пересчитать по пальцам, однако впоследствии их число достигло трех тысяч. Разумеется, подавляющая часть языков не получила в истории языков программирования сколько-нибудь широкого распространения; в практической деятельности используется не более двух десятков. Разработчики ориентировали языки программирования на разные классы задач, в той или иной мере привязывали их к конкретным архитектурам ЭВМ, реализовывали личные вкусы и идеи. В 60-е годы в истории языков программирования были предприняты попытки преодолеть эту "разноголосицу" путем создания универсального языка программирования. Первым детищем этого направления стал PL/I (Programm Language One), 1967 г. Затем на эту роль претендовал АЛГОЛ-68 (1968 г.). Предполагалось, что подобные языки будут развиваться и усовершенствоваться и вытеснят все остальные. Однако ни одна из этих попыток на сегодняшний день не увенчалась успехом. Всеохватность языка приводила к неоправданной, с точки зрения программиста, сложности конструкций, неэффективности компиляторов.
В конце 50-х годов в истории языков программирования явился Алгол (ALGOL, от ALGOrithmic Language – алгоритмический язык). Алгол предназначен для записи , которые строятся в виде последовательности процедур, применяемых для решения поставленных задач.
Развитие идеи Алгола о структуризации разработки алгоритмов нашло в истории языков программирования наивысшее отражение при создании в начале 70-х годов языка Паскаль швейцарским ученым Никлаусом Виртом. Язык Паскаль первоначально разрабатывался как учебный, и, действительно, сейчас он является одним из основных языков обучения программированию в школах и вузах.
Период с конца 60-х и до начала 80-х годов характеризуется в истории языков программирования бурным ростом числа различных языков, сопровождавшим, как это ни парадоксально, кризис программного обеспечения. Этот кризис особо остро переживало военное ведомство США. В январе 1975 г. Пентагон решил навести порядок в хаосе трансляторов и учредит комитет, которому было предписано разработать один универсальный язык. Победивший язык окрестили АДА.
Большой отпечаток в истории языков программирования наложил язык Си (первая версия – 1972 г.), являющийся очень популярным в среде разработчиков систем программного обеспечения (включая ). Си сочетает в себе черты как языка высокого уровня, так и машинно-ориентированного языка, допуская программиста ко всем машинным ресурсам, чего не обеспечивают такие языки, как Бейсик и Паскаль.
В течение многих лет программное обеспечение строилось на основе операциональных и процедурных языков, таких как Фортран, Бейсик, Паскаль, Ада, Си. Классическое операциональное и/или процедурное программирование требует от программиста детального описания того, как решать задачу, т.е. формулировки алгоритма и его специальной записи. При этом ожидаемые свойства результата обычно не указываются. Основные понятия языков этих групп – оператор и данные. При процедурном подходе операторы объединяются в группы – процедуры. Структурное программирование в целом не выходит за рамки этого направления, оно лишь дополнительно фиксирует некоторые полезные приемы технологии программирования.
Принципиально иное направление в истории языков программирования связано с методологиями (иногда говорят "парадигмами") непроцедурного программирования. К ним можно отнести объектно-ориентированное и декларативное программирование. Объектно-ориентированный язык создает окружение в виде множества независимых объектов. Каждый объект ведет себя подобно отдельному компьютеру, их можно использовать для решения задач как "черные ящики", не вникая во внутренние механизмы их функционирования. Из языков объектного программирования, популярных среди профессионалов, следует назвать прежде всего Си++, для более широкого круга программистов предпочтительны среды типа Delphi и Visual Basic.
Планкалкюль (Plankalkül) - первый в мире язык программирования высокого уровня, разработанный немецким инженером Конрадом Цузе между
1942 и 1946 годами для его компьютера «Z4» (компьютер на снимке ниже, фото взято из «Википедии»).
Шла Вторая Мировая Война, Цузе работал в отрыве от учёных других стран, совершенно самостоятельно. За это время он создал не только язык программирования,
но и написал на нём 49 страниц программ для оценки шахматных позиций. Полностью его работа была опубликована много позже, в 1972.
Рискну рассказать об этом языке программирования, в качестве археологического изыскания. Тем более, что на русском языке об этом языке сказано очень мало.
Только в 1957 году (работы были начаты в 1954) появился Фортран - язык, который большинство считает первым языком высокого уровня.
«Z4» был электро-механическим, поэтому компилятора или интерпретатора Планкалкюля не существовало, но в 2000 году в Свободном
универсистете Берлина (Freie Universität Berlin) был создан интерпретатор его
диалекта (запускается в виде Ява-аплета в браузере).
Диалект, который реализуется, назван Plankalkül-2000 и отличается от оригинала различными упрощениями.
Например, упрощена форма записи, Цузе использовал двухмерную запись -
первой строкой записывалось само выражение, а ниже некоторые его аргументы (тип переменной, индексы и так далее). Кроме того, были упрощены и значки самих операций,
приведены к более привычному нам с вами виду.
Язык довольно богатый, на мой взгляд, для сороковых годов-то: есть условные конструкции, два вида циклов (аналог while и for), есть массивы и кортежи,
можно описывать и вызывать подпрограммы (но рекурсии нет).
Все переменные делятся на четыре вида.
- «Variablen» (В ходные переменные) - это входные переменные подпрограмм, доступны только для чтения начинаются с буквы «V» и номера.
- «Zwischenwert» (З начения промежуточные), доступны для чтения и записи, предназначены для хранения промежуточных вычисляемых значения, начинаются с «Z» и номера.
- «Resultatwerte» (Р езультат) - в этих переменных возвращается результат вычисления, начинаются с «R» и номера.
- «Indizes» (И ндексы) - переменные цикла (аналога for), начинаются с «i», дальше может быть номер, номер необходим для организации вложенных циклов.
- Для целого неотрицательного указывается размерность в битах. Есть две формы записи «0» - один бит, «n.0» - «n» бит, например, 8.0 - один байт (8 бит).
- Кортеж указывается в скобках, например (3.0, 4.0) - это две переменные в три и четыре бита, кортеж должен иметь более одного элемента.
- Массив записывается через точку, к примеру: 4.5.0 - массив из четырёх элементов по пять бит в каждом, 32.(0, 8.0, 16.0) - 32 кортежа, в каждом из которых три переменных: один бит, восемь и
шестнадцать.
необходимости «отлаживать» программу на бумаге. Впрочем, язык настролько прост, что я его выучил целиком минут за 15 и даже написал на нём парочку программ в нескольких вариантах.
Одна из них вычисляет указанное (по порядку) число Фибоначчи :
P0 FactEvgenyStepanischev (V0[:4.0]) => (R0[:10.0])
(0, 1) => (Z0[:10.0], Z1[:10.0])
W1 (V0[:4.0]) [
i > 0 -> (Z0[:10.0] + Z1[:10.0], Z1[:10.0] - Z0[:10.0]) => (Z1[:10.0], Z0[:10.0])
]
Z1[:10.0] => R0[:10.0]
END
Запускать следует так: открываете страницу с интерпретатором , копируете в окно мою программу, нажимаете «Compile», открывается отдельное
окно с Ява-аплетом (требует, чтобы на компьютере была установлена Ява), в открывшемся окне мышкой побитно набираете начальное значение V0 (нажимать надо на зелёные кружки́),
потом в окне браузера нажимаете «Run», в красной строчке (R0) увидите получившееся значение.
Подпрограммы в языке начинаются с символа «P» и уникального номера, дальше идёт имя, по которому её можно будет вызвать, у меня подпрограмма называется «FactEvgenyStepanischev», заканчивается
подпрограмма ключевым словом «END» (в оригинальном Планкалкюле его не было).
У подпрограммы описываются принимаемые и возвращаемые значения, у меня используется одна переменная на вход, размерностью 4 бита и одна на выход, размерность в 10. Первой строкой
присваиваются значения «ноль» и «один» промежуточным переменным Z0 и Z1. Тип переменных приходится указывать при каждом их использовании, преобразовать переменную в другой
тип нельзя.
Ниже идёт цикл «for» (W1), поскольку номер переменной цикла я не указал (указывается в первых квадратных скобках, которые тут опущены), используется переменная цикла «i», без номера.
В круглых скобках указывается количество повторений, а в последующих квадратных - тело цикла. Подробности можно
найти в описании .
Операция «стрелка» („->“) - условная конструкция, часть справа будет выполнена, если выражение слева истинно. В диалекте работают только самые простые выражения, например
цикл туда подставить можно, но кнопка «Run» в аплете у меня не появилась, поэтому я ограничился присваиванием внутри цикла.
Я тут использовал комплексное присваивание, которое хорошо знакомо тем, кто использует Перл, Пайтон или ПХП, но работает оно иначе - присваивания выполняются
последовательно, слева направо, поэтому я не могу ограничиться «(Z0[:10.0] + Z1[:10.0], Z1[:10.0]) => (Z1[:10.0], Z0[:10.0])», результат будет не тот, который ожидается.
В конце я присваиваю промежуточное значение результирующему значению подпрограммы.
Кроме этого в языке почти ничего и нет. Обращение к элементам массива, вызов функции и цикл «while» описывать отдельно смысла не имеет, они выглядят достаточно естественно в рамках этого синтаксиса.
Все операции, поддерживаемые языком (их немного - логические операции, битовые операции и четыре арифметические действия) выглядят привычно.
Каспера Бейера «A Brief Totally Accurate History Of Programming Languages».
1800
Жозеф Мари Жаккар учит ткацкий станок читать перфокарты и таким образом создает первое многопоточное устройство обработки данных. Его изобретение было воспринято в штыки ткачами шелка, которые предвидели рождение Skynet.
1842
Ада Лавлейс заскучала, занимаясь своими благородными занятиями. Она набросала в записной книжке то, что позже станет известно как первая опубликованная компьютерная программа. Единственное неудобство было в том, что компьютер тогда еще не изобрели.
1936
Алан Тьюринг изобретает всё, но это не оправдывает его в глазах британского суда, который приговаривает его к химической кастрации.
Позже королева его помиловала, но он, к сожалению, был уже давно мертв к тому времени.
1957
Джон Бэкус создает FORTRAN, первый язык, который использовали настоящие программисты.
1959
Грейс Хоппер изобретает первый язык программирования, ориентированный на промышленное производство, и называет его “общий бизнес-ориентированный язык” (“common business-oriented language”), кратко - COBOL.
1964
Джон Джордж Кемени и Томас Курц решили, что программирование - слишком сложное занятие, а потому нужно вернуться к основам. Они называют свой язык программирования BASIC.
1970
Никлаус Вирт разрабатывает Pascal. Это один из нескольких языков, в создании которых принял участи е Вирт: ему нравилось создавать языки.
Он также сформулировал Закон Вирта , делающий бессмысленным закон Мура , поскольку разработчики будут п и сать такие раздутые программы, что за ними даже мейнфреймы не угонятся. Позже это будет доказано путем изобретения Electron.js.
1972
Деннису Ритчи стало скучно на работе в Bell Labs и он решил создать С с его фигурными скобками, и этот проект получил огромный успех. Впоследствии он добавил ошибки сегментации и другие дружественные к разработчику возможности для повышения производительности.
Поскольку у него еще оставалось пару часов, он со своими приятелями в Bell Labs решил создать пример программы для демонстрации языка С. Так они создали операционную систему под названием Unix.
1980
Алан Кёртис Кэй изобретает объектно-ориентированное программирование и называет его Smalltalk. В Smalltalk все является объектом, даже объект это объект.
1987
Ларри Уолл со своим опытом работы в религиозной сфере становится проповедником, а сво е й доктриной делает Perl.
1983
Жан Давид Ишбиа заметил, что программа Ады Лавлейс никогда так и не запускалась, и решил создать язык и назвать его в ее честь (Ada). Но язык тоже не запускается.
1986
Брэд Кокс и Том Лав решили сделать нечитаемую версию С, основанную на Smalltalk. Они назвали ее Objective-C, но никто не в силах понять ее синтаксис.
1983
Бьёрн Страуструп отправляется назад в будущее и замечает, что язык С требует слишком мало времени для компиляции. Он добавляет к языку каждую фичу, какую только может придумать, и называет его С++.
Программисты по всему миру соглашаются с этим, поскольку у них появляется гениальное оправдание для просмотра видео с котиками и чтения xkcd на работе.
1991
Гвидо ван Россуму не нравятся фигурные скобки, поэтому он изобретает . При выборе синтаксиса языка автор вдохновлялся Монти Пайтоном и его летающим цирком.
1993
Роберту Иерузалимски с друзьями решили, что им нужен локальный, бразильский язык сценариев. В о время локализации была сделана ошибка, которая заставила индексы начинать отсчет с 1 вместо 0. Язык назвал и Lua.
1994
Расмус Лердорф создает движок шаблонов для собственных CGI-сценариев своей домашней страницы и выпускает его дот-файлы в интернет.
Мир решает повсеместно использовать эти дот-файлы, а Расмус в неистовстве добавляет в них некоторые дополнительные привязки к базам данных и называет результат РНР.
1995
Юкихиро Мацумото был не слишком счастлив и заметил, что другие программисты тоже несчастны. Он создает Ruby, чтобы сделать их счастливыми. После создания Ruby “Мац” счастлив, сообщество Ruby счастливо, все счастливы.
1995
Брендан Эйх берет выходной, чтобы разработать язык, с помощью которого будет управляться каждый веб-браузер в мире и в конечном итоге Skynet. Сначала он пошел в Netscape и сказал, что язык называется LiveScript, но за время ревью кода приобрела популярность Java, поэтому было решено использовать фигурные скобки и переименовать язык в JavaScript.
Оказалось, что Java это торговая марка, что могло привести к проблемам, поэтому JavaScript позже был переименован в , но его все равно называют по-старому.
1996
Джеймс Гослинг изобретает Java, первый по-настоящему слишком многословный объектно-ориентированный язык программирования, где шаблоны проектирования превалируют над прагматизмом.
2001
Андерс Хейлсберг заново изобретает Java и называет этот язык C#, потому что программирование на C кажется более крутым, чем на Java. Новая версия Java всем нравится, поскольку совершенно не похожа на Java.
2005
Давид Хейнемейер Ханссон создает веб-фреймворк, позже названный Ruby on Rails. Люди забывают, что это были две разные вещи.
2006
Джон Резиг пишет вспомогательную библиотеку для JavaScript. Все считают, что это язык, и делают себе карьеру на копипасте кода jQuery из интернета.
2009
Кен Томпсон и Роб Пайк решают создать язык, похожий на С, но более «товарный», с большим количеством инструментов для обеспечения безопасности и с Гоферами (Гофер - грызун, персонаж историй про Винни-Пуха, — прим. перев.) в качестве талисманов.
Они называют этот язык Go, решают сделать его код открытым и начинают продавать брендовые наколенники и шлемы с Гофером.
2010
Грэйдон Хор тоже хочет создать язык, подобный С. Он называет его Rust. Все требуют, чтобы каждый кусочек их программ немедленно переписывался на Rust. Грэйдону хочется чего-то более блестящего и он начинает работать над Swift для Apple.
2012
Андерс Хейлсберг хочет писать С# в веб-браузерах. Он создает TypeScript, который по сути является JavaScript с большим количеством Java.
2013
Джереми Ашкенас хочет быть таким же счастливым, как Ruby-разработчики, поэтому создает CoffeeScript, который транслируется в JavaScript, но выглядит скорее как Ruby. Джереми так и не стал таким же по-настоящему счастливым, как Матц и Ruby-разработчики.
2014
Крис Латнер создает Swift, главная цель которого – не быть Objective-C. В конечном итоге этот язык напоминает Java.
Энергичное развитие новых языков программирования началось сразу же после появления первых компьютеров на электронных лампах. В то время компьютеры стоили немало. Приобретение единственного экземпляра обходилось в десятки, а то и сотни раз дороже, чем стоимость разработки любой программы. Для такой машины требовался высокоэффективный код, который вручную составлялся на Ассемблере.
Лишь в 50-е годы, для личных нужд фирмы IBM был разработан первый алгоритмический язык. Его назвали FORTRAN. Разумеется, к тому времени уже было несколько наработок языков, преобразующих в машинных код арифметические выражения, но именно создание FORTRAN"а считается отсчетом новой эры - переходом на парадигму алгоритмических языков. Что он мог? Он позволял проводить расчеты только при помощи записи алгоритма с применением операторов ввода/вывода и условных. Первоначально язык создавался специально для вычислительной системы IBM 407. Но популярность FORTRAN"а привела к тому, что даже производители других архитектур стали выпускать собственные трансляторы. Вследствие этого, в 1966 году был выпущен общий стандарт FORTRAN 66.
Уже в конце 50-х гг. появилась хорошая альтернатива FORTRAN"у. Питер Наур разработал алгоритмический язык, независимый от архитектуры. Его назвали ALGOL. В данном случае, разработчики также постарались расширить возможности языка, максимально приблизив систему обозначений к математической.
В начале 60-х гг. производители IBM представили не особо популярный язык PL/I. Он работал с архитектурой IBM 360 и служил своеобразным расширением FORTRAN"а при помощи некоторых средств языка COBOL.
Первый язык, в котором было введено понятие класса - Simula-67. Его создали Дал и Найард в конце 60-х.
70-е гг. произвели на свет Pascal. Он быстро завоевал массовую популярность. Чуть позже миноборона США начала разработку языка высокого уровня. Проект разрабатывали 4 независимые группы, причем выработка требований и спецификаций проводилась на основе языка Pascal. Получившийся продукт был выпущен уже в начале 80-х, он получил название Ada.
70-е гг. также подарили нам универсальный язык C. Его авторами были Кен Томпсон и Денис Ритчи. Язык пользовался повышенной популярностью у системных программистов, перво ядро ОС UNIX было разработано именно на нем. В 1982 году стандарт C поступил в разработку в ANSI, получившийся вариант был принят в 1990 году. На основе этого языка были разработаны современные языки Java и C++.
Помимо языков, работающих с алгоритмами, свое развитие получили и языки другой направленности. Для обработки деловой информации был разработан COBOL, языками искусственного интеллекта считаются Prolog и LISP. Кроме того, последний широко применяется и в теории игр.
С переходом на персональные компьютеры, языки программирования превратились в отдельную часть сред разработки. Сейчас существуют даже языки, применяемые в офисных программах - например, VBA.
Первым реализованным языком компьютерного программирования высокого уровня является Фортран (FORmula TRANslator). Он был создан группой программистов корпорации IBM в период с 1954 по 1957 год. Спустя несколько лет после его создания начались коммерческие продажи Фортрана – до этого осуществлялось либо с помощью машинных кодов, либо символических ассемблеров.
В первую очередь, Фортран получил широкое распространение в научной и инженерной среде, где на нем проводили вычисления.
Одним из основных преимуществ сегодняшнего Фортрана является огромное количество программ и подпрограммных библиотек, написанных на нем. В тысячах пакетов данного языка можно отыскать пакеты для решения сложнейших интегральных уравнений, перемножения матриц и так далее. Данные пакеты создавались в течение многих десятилетий - они не утратили своей актуальности и по сей день. Большинство их библиотек отличаются хорошей документацией, отлаженностью и высокой эффективностью, однако их фортран-код постоянно пытаются автоматически конвертировать в современные программные .
История внедрения Фортрана
После разработки эффективного альтернативного языка под названием Фортран компьютерное сообщество скептически отнеслось к новинке. Мало кто верил в то, что с помощью Фортрана программирование станет эффективнее и быстрее. Впрочем, со временем ученые оценили возможности языка и начали активно использовать его для написания интенсивных программных вычислений. Особенно Фортран подошел для технических приложений, в чем ему очень помогло комплексное собирание всех типов данных.
Современный Фортран дополнили возможностями, позволяющими эффективно применять новые программные технологии и программировать вычислительные архитектуры.
После сногсшибательной успешности Фортрана европейские компании начали опасаться, что IBM начнет лидировать в компьютерной отрасли. Американские и немецкие сообщества создали свои комитеты по разработке универсального программного языка, однако впоследствии они соединились в один комитет. Его специалисты разработали новый язык и назвали его International Algorithmic Language (IAL), но поскольку общеупотребительным названием новинки быстро стал Алгол (ALGOrithmic Language), официальное название IAL комитету пришлось сменить именно на Алгол.
