Языки программирования: что это такое, зачем нужны и какой выбрать новичку
Разбираемся, как устроены языки программирования, почему их так много и чем они отличаются от алгоритмов.
Что такое язык программирования
Язык программирования — это набор формальных правил, по которым пишут программы. Обычный язык нужен для общения людей, а язык программирования — для общения с компьютером. Как и в любом естественном языке, тут есть лексика — слова, функции и операторы, из которых по правилам синтаксиса составляются выражения. Они имеют чёткий, вполне определённый смысл, понятный компьютеру, — семантику.
Вот, например, программа на языке JavaScript:
Здесь слово alert — лексика, один из принятых в языке методов обработки текста. Текст в одинарных кавычках, скобки, точка с запятой — правила синтаксиса. А то, что нужно сделать в итоге, — семантика. Получив эти инструкции, компьютер выведет на экран всплывающее окно с кнопкой и сообщением: «Это программа на JavaScript».
Фанат Free Software Foundation, использую Linux и недолюбливаю Windows. Пишу истории про кодинг и программы на Python. Влюблен в LISP, но пока что не умею на нем программировать.
Чем языки программирования отличаются от алгоритмов
Программы нужны для того, чтобы машина сделала что-то полезное. Это невозможно, если нет чёткого порядка действий и правил их выполнения — алгоритма.
Алгоритм работает как маршрут в навигаторе: «Из пункта А едем в пункт Б, поворот через 150 метров». Англичанин понимает его по-английски, китаец —
по-китайски, а мы с вами — по-русски. Языки разные, а порядок действий один и все должны добраться до нужного места.
Любая программа начинается с алгоритма, но на разных языках это может выглядеть по-разному. Например, вот эта — на языке С — проверяет, чтобы делитель не был нулём, а затем делит одно число на другое. Или пишет, что так делать нельзя.
То же самое, но на Python.
В программе на Python нет фигурных скобок и точек с запятой, но алгоритм и результат работы такой же, как у программы на C, да и слова похожи.
Перейти с одного языка программирования на другой легко: если знаешь Java — быстро начнёшь кодить, например, на Python или C#.
Как компьютер понимает разные языки программирования
На самом деле язык программирования — это не язык компьютера. Машина понимает последовательности нулей и единичек: есть напряжение в цепи — единица, нет — ноль. Поэтому любую программу сначала надо перевести в набор таких машинных команд.
Для этого есть два инструмента — компилятор и интерпретатор. Компилятор работает как бюро переводов: вы отдаёте ему весь текст программы, а он превращает его в исполняемый код, набор команд для процессора. Интерпретатор больше похож на переводчика-синхрониста: сказали фразу — синхронист тут же её перевёл, а компьютер выполнил.
Внутри компиляторов и интерпретаторов — сложные наборы правил по превращению языка программирования в машинный код, понятный компьютеру. Это тоже программы. Их пишут создатели нового языка — на каком-то другом, уже существующем. Например, интерпретатор Python написан на C, а сам C — на ассемблере, практически машинном коде.
Что такое библиотеки
Библиотеки — наборы функций, готовых шаблонов, написанных на каком-то из языков программирования. Это удобно и похоже на книги в обычной библиотеке: на них можно ссылаться внутри программ и сразу получать результат без необходимости каждый раз писать много кода.
Например, в Python есть модуль — библиотека yandex_translate, которая переводит тексты на разные языки. Программистам не надо создавать программу-переводчик с нуля, достаточно подключить этот модуль и обратиться к нему из любой точки кода.
Источник
Глава 3. Языки программирования — Введение в программирование
Язык программирования, как средство управления компьютером
Теперь мы рассмотрим инструмент, с помощью которого мы и будем управлять компьютером. Т.к. компьютер «не понимает» человеческий язык, то объяснять мы ему будем то, что он должен сделать, с помощью компьютерного языка или языка программирования (как вам удобнее так и называйте). Программисты пишут свои программы на разных языках программирования, некоторые из них непосредственно понятны компьютеру — это машинные языки, другие же требуют промежуточных шагов трансляции(обработка его специальными программами, трансляторами, до уровня, понятного компьютеру). На сегодня существуют сотни языков программирования. Их можно разделить на три основных типа:
1. Машинные языки
2. Языки ассемблера
3. Языки высокого уровня
Немного партнерской полезной информации.
Предыстория языков программирования
Рассмотрим краткую предысторию развития языков программирования. Итак, любой компьютер может непосредственно понимать лишь свой собственный машинный язык. Машинный язык — это «природный язык» определенного компьютера. Он определяется при проектировании аппаратных средств этого компьютера. Машинные языки в общем случае содержат строки чисел (в конечном счете сокращенные до единиц и нулей), которые являются командами компьютеру на выполнение большинства элементарных операций в тот или иной момент времени. Машинные языки машинно-зависимы, т.е. каждый машинный язык может быть использован только на компьютере одного определенного типа. Машинные языки тяжелы для человеческого восприятия, как это можно видеть из следующего примера программы на машинном языке, которая складывает сверхурочную зарплату с основной и запоминает результат как общую зарплату:
+1300042774
+1400593419
+1200274027
По мере повышения популярности компьютеров стало очевидно, что программирование на машинных языках просто слишком медленно и утомительно для большинства программистов. Вместо использования строк чисел, которые компьютер мог бы понимать непосредственно, программисты начали использовать похожие на английский язык аббревиатуры для представления элементарных компьютерных операций. Эти аббревиатуры, напоминающие английский язык, сформировали основу языков ассемблера. Для преобразования программ на языке ассемблера в машинный язык со скоростью компьютера были разработаны программы трансляции, называемые ассемблерами. Следующий фрагмент программы на языке ассемблера также складывает сверхурочную зарплату (OVERPAY) с основной (BASEPAY) и запоминает результат как общую зарплату (GROSSPAY), но он более понятен по сравнению со своим машинным аналогом:
LOAD BASEPAY
ADD OVERPAY
STORE GROSSPAY
Хотя такой код более понятен людям, он непонятен компьютеру до тех пор, пока не будет преобразован в компьютерный код (т.е. в машинный язык). Напомню, что преобразование происходит с помощью специальной программы-транслятора, называемой ассемблером.
Использование компьютеров резко возросло с появлением языков ассемблера, но эти языки все еще требовали много команд для полного описания даже простых задач. Для ускорения процесса программирования были разработаны языки высокого уровня, в которых иногда достаточно написать всего один оператор для решения реальной задачи. Программы трансляции, которые преобразуют программы на языках высокого уровня в машинные коды, называются компиляторами. Языки высокого уровня позволяют программисту писать программы, которые выглядят почти так же, как повседневный английский, и используют общепринятую математическую нотацию. Программа расчета зарплаты, написанная на языке высокого уровня, могла бы содержать такой оператор как:
grossPay = basePay + overTimePay;
Очевидно, что языки высокого уровня гораздо удобнее с точки зрения программистов по сравнению с языками ассемблера и машинными кодами. Языки программирования С и С++ относятся к числу наиболее мощных, гибких и наиболее распространенных языков программирования высокого уровня.
Краткая история С++
В нашем учебнике по программированию для начинающих в процессе обучения программированию мы будем использовать с целью задания команд нашему компьютеру язык программирования С++. Сейчас проведем небольшой экскурс в историю создания и развития этого замечательного языка программирования. Сразу хочу сказать, что некоторые слова вам будут непонятными, в этом нет, конечно же, ничего страшного, т.к. по ходу обучения программированию многое станет на свои места. Многое и должно быть непонятно — вы же только начинаете программировать!
Язык С++ развился из языка С, стал, так называемым, расширенным С (иногда его так и называют). А язык программирования С, в свою очередь, был развит из языка В Деннисом Ритчи. Первоначально С приобрел широкую известность как язык разработки операционной системы Unix. Сегодня фактически все новые операционные системы написаны на С или на С++, в том числе и Windows, которая написана на С++. Язык С++ — расширение С — и он был разработан Бьерном Страустропом (кстати, книгу в его исполнении «Язык программирования С++» вы можете скачать в разделе Скачать -> Книги по программированию) в начале 80-х годов в Bell Laboratories. С++ обеспечивает ряд свойств, которые «приводят в порядок» язык С, но, что более важно, он обеспечивает возможность объектно-ориентированного программирования. Это явилось революционной идеей в мире программного обеспечения. Быстрое, корректное и экономное создание программного обеспечения остается иллюзорной мечтой и это в то время, когда требуется проектирование нового и все более мощного программного обеспечения. Объекты — это эффективные повторно используемыекомпоненты программного обеспечения, моделирующие элементы реального мира. Разработчики программного обеспечения обнаруживают, что использование достижений модульного, объектно-ориентированного проектирования может значительно повысить продуктивности групп разработки по сравнению с предшествующей популярной технологией программирования, такой, как структурное программирование. Объектно-ориентированные программы легче понимать, корректировать и модифицировать. С++ — это гибридный язык, он предоставляет возможность программировать и в стиле С, и в объектно-ориентированном стиле, и в обоих стилях сразу.
Общие замечания о С++
С++ — является языком тяжелым для изучения (в виду того, что он очень много умеет в различных областях и, соответственно это желательно выучить), очень гибкий, широкий в своих возможностях и могучий язык программирования. Не пугайтесь сразу слова «трудный» — это совсем не значит, что в своих основах он сильно будет отличаться от всем известного Бейсика и Паскаля. Просто там, где Бейсик и Паскаль уже не работают и не могут чего-то сделать, язык С++ трудится на благо программиста. Изучение языка в данном учебнике начинается с простого и постепенно идет на усложнение, поэтому, если не перепрыгивать через главы, а читать и прочтенное закреплять практикой, то вам все будет понятно и никаких сложностей не возникнет.
Иногда программисты, экспериментирующие с С++, испытывают чувство гордости за то, что они оказались способны создать на нем хоть что-то, пусть и с грубым, искаженным и искривленным применением языка. Это — скверный стиль программирования. Программы получаются трудными для чтения, увеличивается вероятность их странного поведения, затрудняется их тестирование, отладка и адаптация к изменяющимся требованиям. Поэтому в главах и примерах на нашем сайте будет делаться упор на ясность. Советую придерживаться этого стиля программирования в последствии и в своих уже программах.
Запомнить:
1. Язык программирования — это инструмент, с помощью которого мы будем объяснять компьютеру то, что ему нужно сделать.
2. С++ — это очень мощный и могучий язык программирования. При последовательном изучении и прохождении практики обучение не будет слишком сложным (а наоборот будет приятным и интересным), хотя усидчивость все-таки придется применить. Результаты не заставят себя долго ждать!
3. Четкость и ясность в написании кода программы превыше всего.
Источник
Какие языки программирования для чего нужны?
Среди множества языков программирования очень легко запутаться и понять какой для чего нужен. В статье мы рассмотрим популярные ЯП и узнаем какие для чего нужны и где используются.
Среди алгоритмических инструментов разработки этот язык стал одним из самых часто используемых. Практическое применение С нашел в «низкоуровневом программировании»: элементы ОС, драйверы, программы по управлению различными приборами и системами.
Специалисты, владеющие языком С, сейчас пользуются пусть и небольшим, но постоянным спросом. Однако из-за специфики создаваемых на Си продуктов, требования к этим разработчикам очень высокие. В связи с чем на постсоветском пространстве начинающим С-программистам практически нереально найти себе работу.
Тем не менее, закрывать глаза на С не стоит, ведь его можно назвать прародителем большей части современных языков. Просто настройте себя на то, что знание С будет хорошим фундаментом для продолжительного и успешного карьерного роста, и не надейтесь сразу заниматься решением прикладных задач, таких как создание сайтов или приложений для мобильных устройств.
Тот случай, когда название раскрывает всю суть: С++ действительно является «улучшенным вариантом» языка С. Вот только модернизация сделала его более сложным для понимания, изучения и применения. Но даже несмотря на это он уже много лет не перестает быть востребованным.
С++ – это билет для разработчика в мир всех шустрых программ: игры, антивирусное ПО, поисковики. И это далеко не полный перечень того, что создается посредством «Си плюс плюс».
Как правило к знакомству с этим языком приступают только поработав с С или любой другой более легкой средой. Новичкам однозначно не нужно выбирать С++, тем более если вам не приходится работать со сложными математическими алгоритмами. Однако если в мечтах вы видите себя разработчиком таких потрясающих игр как легендарные WarCraft и Doom, а не простых мобильных тетрисов, тогда подружиться с С++ все-таки придется. Но начать настоятельно рекомендуем с чего-то более доступного.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
Детище корпорации Microsoft и еще одно поколение языка С. От С++ Си-шарп отличается относительной простотой, так что курсы по его изучению подойдут и начинающим разработчикам. На С# сейчас пишутся веб-приложения, продукты для ОС Windows и даже для смартфонов с Windows Phone (наверное, надеясь, что Microsoft решит не забрасывать свою мобильную ОС окончательно).
В нашей стране вакансий для айтишников-новичков C# сегодня хватает. Обладая хорошей базой знаний можно найти более-менее несложную работу в престижных компаниях. Так что если вы в поиске стабильной и неплохо оплачиваемой деятельности, путь «шарписта» – вполне подходящий вариант.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
Swift
Swift – это новый язык от Apple, призванный заменить неудобный и получающий большое количество упреков от программистов Objective-C. Пока нельзя утверждать, что Swift полностью оправдал возложенные на него ожидания.
Однако популярность языка постоянно растет, вместе с тем Objective-C так же уверенно теряет свою востребованность. Поэтому, если вы планируете заниматься программированием под яблочные устройства, можете не тратить время и усилия на устаревающий Objective C, а сразу приступайте к изучению Swift.
В масштабах крупных международных проектов некогда популярнейшая среда для разработки веб-приложений и сайтов PHP сейчас несколько устарела. Но благодаря тому, что этот язык прост в изучении и все еще активно используется для решения узкопрофильных задач, изучение программирования в целом можно начать именно с него.
Перспективы карьерного роста у специалистов со знанием PHP достаточно неплохи: как минимум, огромное количество написанных в данной среде проектов нуждаются в поддержке и/или доработке. Однако уровень зарплаты даже у опытных и высококомпетентных PHP-разработчиков заставляет желать лучшего: их коллеги, работающие с Java или C++ за тот же объем обычно получают большую прибыль.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
В мировом рейтинге популярных языков программирования Java занимает почетное второе место. Он используется так же массово, как C++, не имея при этом многих его недостатков. Прежде всего, данная среда предназначена для создания обширных продуктов с высокой нагруженностью для транснациональных организаций и простых приложений, игр на Android-устройства.
Java-программисты востребованы везде. К тому же их труд хорошо оплачивается. Никаких предпосылок к тому, что в скором времени этот язык сдаст свои позиции, нет. И хотя он не так прост в изучении, как тот же PHP, отдача от владения им будет достойной.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
JavaScript
Свое название JS получил на волне актуальности Java, и поэтому их часто путают. К тому же теперь JavaScript вынужден бороться за статус равноправного ЯП. Стоит отметить, у него это очень хорошо получается, ведь именно он стал самым популярным среди разработчиков всего мира.
Востребованностью JS обязан прежде всего развитию Web. На нем пишется пользовательский интерфейс всех интерактивных веб-приложений, благодаря которым браузер превратился в полезный и удобный рабочий инструмент, став в один ряд с пакетом Microsoft Office и сотнями других стандартных приложений для ОС Windows. Кроме того JavaScript нашел свое место в серверном программировании.
Этот язык в последнее время активно покоряет новые сферы. Причем стартовать с ним в профессии гораздо легче, чем с Java, а зарплаты часто бывают одинаковыми. Вывод таков: JavaScript сейчас является одним из самых удачных вариантов для начинающих разработчиков.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
Python
«Питон» универсален и сравнительно прост для изучения. Он надежно осел в весьма перспективной сфере data mining или по-русски интеллектуальном анализе данных. Суть этой деятельности заключается в использовании бизнес-информации для поиска неявных закономерностей спроса с последующим изучением возможных направлений развития дела.
Также Python применяют создатели веб-сервисов, разработчики серверной архитектуры многопользовательских онлайн игр и прочие. Потребность в профессионалах, знающих Python, увеличивается, поэтому вы точно не прогадаете, приступив к его изучению.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
Среда R создавалась специально для анализа данных, что объясняет высокий уровень ее распространенности в данной сфере. Зарплата у тех, кто пишет на узком языке R, выше, чем у Python-программистов, но и найти вакансию им сложнее. Одним словом, знание R не помешает, если ваша профессия связана с data mining. А вот пытаться сделать первый шаг в мир разработки ПО с такого рода языком все-таки не стоит.
Несмотря на достаточную популярность в веб-программировании, Ruby на нашем рынке труда далеко не всегда может предоставить своему носителю перспективное и высокооплачиваемое место. Новичкам не рекомендуем выбирать курсы Ruby в качестве первых, поскольку риски не найти работодателя в этом случае очень высоки: вакансии для начинающих Ruby-разработчиков появляются, скажем прямо, нечасто.
Специалисты со знанием бухгалтерского ЯП для всем известной 1С нужны везде: не только IT компаниям, но и крупным организациям других сфер деятельности. Поэтому изучение 1С – это прекрасный способ стать айтишником без высокого уровня владения английским языком.
Источник