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.

Узнай, какие ИТ - профессии
входят в ТОП-30 с доходом
от 210 000 ₽/мес

Павел Симонов

Исполнительный директор Geekbrains

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:

Павел Симонов

Исполнительный директор Geekbrains

Топ-30 самых востребованных и высокооплачиваемых профессий 2023

Поможет разобраться в актуальной ситуации на рынке труда

Подборка 50+ бесплатных нейросетей для упрощения работы и увеличения заработка

Только проверенные нейросети с доступом из России и свободным использованием

ТОП-100 площадок для поиска работы от GeekBrains

Список проверенных ресурсов реальных вакансий с доходом от 210 000 ₽

Получить подборку бесплатно

pdf 3,7mb

doc 1,7mb

Уже скачали 31967

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.

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.

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.

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.

Читайте также!

Микроразметка: понятие, виды, применение

Подробнее

Java

Достаточно сложный с точки зрения освоения язык, применяемый для программирования широкого спектра устройств — от кофемолок до марсоходов. Здесь использована концепция объектно-ориентированного программирования (ООП), подразумевающая не только определение данных, но и задание функций для использования этих данных.

Парадигма, лежащая в основе Java, позволяет упростить взаимосвязи между объектами в исходном коде. Несмотря на свою сложность, принцип ООП играет важную роль в современной разработке программ. Он снижает процент ошибок в коде, позволяет этот код использовать снова и снова уже в других проектах.

Также на этом ЯП написана система GK, обеспечивающая работу большей части (более 55 000) кассовых аппаратов в крупных российских супермаркетах. Кроме того, Java в данный момент используется для создания продукта «Обратная связь» с целью обеспечения максимально быстрого реагирования на любые обращения клиентов торговой сети «Пятерочка». Это позволит значительно повысить качество сервиса в данной сети.

Язык Java разработала американская компания Sun Microsystems в 1990-х годах, взяв за основу язык C++. Планировалось создать более простое для новичков средство программирования. В качестве логотипа Java выступает стилизованная чашка кофе как неотъемлемый атрибут разработчика.

Дарим скидку от 60%
на обучение «Инженер-программист» до 24 ноября

Уже через 9 месяцев сможете устроиться на работу с доходом от 150 000 рублей

Забронировать скидку

Достоинства языка:

• полностью следует концепции ООП;
• гибкий и универсальный, может работать на любой платформе;
• поддерживает вставку в код специальных апплетов (мини-приложений);
• следует принципу TDD («разработка через тестирование»);
• идеален в удаленной и командной работе.

Недостатки языка:

• отсутствует удобная среда разработки;
• некоторые функции — платные;
• показывает низкую производительность;
• обладает достаточно сложным и многоуровневым синтаксисом.

JavaScript

JS считается основным средством веб-разработки в настоящее время. Позволяет наполнять статичные сайты элементами анимации. Также с его помощью создаются привлекательные веб-приложения. Язык постоянно развивается, достаточно прост в изучении и в использовании. Поддерживает большое количество фреймворков (наборов готовых инструментов) для реализации самых разных задач.

Здесь можно провести аналогию со строительством домов. Фреймворки — это своего рода материалы и применяемые технологии возведения. Например, в одном случае нужен дом из бруса, в другом — здание из бетонных блоков. Фреймворки также выбираются исходя из конкретных потребностей и задач.

Язык был разработан в 1995 году компанией Oracle и с того времени непрерывно развивается. Практически ежедневно добавляются какие-то функции как в сам JS, так и в среду разработки.

Только до 25.11

Скачай подборку материалов, чтобы гарантированно найти работу в IT за 14 дней

Список документов:

ТОП-100 площадок для поиска работы от GeekBrains

20 профессий 2023 года, с доходом от 150 000 рублей

Чек-лист «Как успешно пройти собеседование»

Чтобы получить файл, укажите e-mail:

Введите e-mail, чтобы получить доступ к документам

Подтвердите, что вы не робот,
указав номер телефона:

Введите телефон, чтобы получить доступ к документам

Скачать подборку бесплатно pdf 2,5mb

Уже скачали 52300

Я подтверждаю согласие на обработку персональных данных.

• очень легкий в изучении;
• среда разработки наглядно визуализирует результат кода;
• огромное сообщество постоянно разрабатывает плагины, совершенствует среду разработки, исправляет ошибки;
• универсальность языка позволяет использовать его как во фронтенде, так и в бэкенде.

Недостатки языка:

• непрерывное развитие вынуждает разработчиков постоянно следить за всевозможными нововведениями;
• имеются проблемы с безопасностью.

Python

Данный весьма популярный язык создал в 1991 году голландский разработчик Гвидо Ван Россум («великодушный пожизненный диктатор», как его называют программисты всего мира). По причине своей простоты Python активно преподается на школьных уроках информатики. Используется этот язык практически повсеместно — с его помощью разрабатываются и сайты, и даже игры.

В частности, фреймворки Django позволяют создавать веб-приложения, Selenium — заниматься тестированием, PyOpenGL — писать программы для трехмерного моделирования. Это весьма популярное средство для написания различных скриптов, программирования микроконтроллеров, работы с BigData и научными данными.

Преимущества языка:

• обладает особой философией красоты кода, очень дружелюбен к новичкам;
• имеется огромное сообщество;
• разработано множество бесплатных плагинов и фреймворков, позволяющих использовать язык для любых целей.

Недостатки языка:

• относительно медленно исполняет код;
• имеются проблемы с повторным использованием кода в других приложениях.

Популярные статьи

Высокооплачиваемые профессии сегодня и в ближайшем будущем

Дополнительный заработок в Интернете: варианты для новичков и специалистов

Востребованные удаленные профессии: зарабатывайте, не выходя из дома

Разработчик игр: чем занимается, сколько зарабатывает и где учится

Как выбрать профессию по душе: детальное руководство + ценные советы

Ruby

Используясь вкупе с фреймворком Ruby on Rails, язык стал очень популярен среди программистов всего мира благодаря стопроцентной поддержке концепции ООП и свободному распространению. С помощью Ruby разрабатываются сервисы таких компаний, как Airbnb и Twitter.

Сферы применения языка — веб-разработка, создание гибких серверных систем, разработка программ для платформ Mac и Linux. Веб-приложения разрабатываются с использованием популярнейшего фреймворка Ruby on Rails.

Такие приложения по сути являются расширенными сайтами, позволяющими помимо прочего вводить текст, редактировать изображения, общаться с людьми в реальном времени. Примерными многофункциональными веб-сервисами являются Google Docs и Figma.

Достоинства языка:

• большое профессиональное сообщество;
• имеется множество полезных библиотек;
• о языке в интернете есть много справочной информации;
• программы достаточно быстро разрабатываются.

Недостатки языка:

• подходит опытным разработчиком и поэтому имеет высокий порог входа;
• отличается достаточно медленным развитием, обретя репутацию «мертвого языка».

C++

Это очень мощное средство разработки большого спектра программ, начиная от драйверов и заканчивая целыми операционными системами. Как универсальный язык, C++ используется в программировании микроконтроллеров, роботов, сложных приложений для ПК и мобильных устройств, игр, а также в создании различных систем моделирования и нейронных систем.

В сообществе разработчиков очень ценится взаимопомощь. Любая проблема решается быстрее, когда с ней уже сталкивались и успешно ее решили. Большое число опытных программистов помогает новичкам, в том числе руководствуясь своим опытом.

C++ был разработан Бьёрном Страуструпом из компании Bell еще в 1980-х на основе созданного двумя десятилетиями ранее языка C.

Однако сложность языка представляет собой определенное препятствие для начинающих.

Достоинства языка:

• универсальность C++ позволяет запускать одну программу на разных платформах;
• программисты C++ востребованы на рынке труда;
• синтаксис языка служит фундаментом для более легкого изучения других языков.

Недостатки языка:

• повышенная сложность C++ предполагает долгие сроки разработки;
• исправление ошибок в коде C++ весьма затруднительно;
• изучение всех аспектов языка занимает очень много времени.

Go

Go выделяется на фоне других языков максимальной простотой и скоростью работы. В нем попросту отсутствуют лишние элементы. По этой причине данный язык превосходно подойдет в качестве учебного.

Сфера использования Go включает в себя разработку веб-приложений, веб-серверов, трехмерное моделирование, обработку BigData и облачные вычисления. С помощью возможностей языка разрабатываются боты в мессенджерах (например, в Telegram). Go пользуется спросом у разработчиков из Яндекса, Mail.ru и Google.

Читайте также!

Архитектура системы: понятие, виды

Подробнее

В последней компании, кстати, этот язык и был разработан на основе наиболее удачных наработок Java, Python и C++. Осваивается новичками Go также весьма легко и быстро.

Как правило, ценность языка определяется сообществом программистов по использованию этого языка крупными компаниями. Такие IT-гиганты, как Google, Apple и Яндекс делают свой выбор в пользу Go. Это означает, что изучать данный язык как минимум перспективно для специалиста.

Достоинства языка:

• Go очень прост в освоении;
• отличается наибольшей скоростью работы в сравнении с другими языками;
• специалисты, программирующие на Go, востребованы на рынке труда и очень ценятся работодателями;
• для этого ЯП разработано множество библиотек, как встроенных, так и внешних.

Недостатки языка:

• плохая поддержка Windows;
• непривычен для опытных разработчиков;
• отсутствует типизация кода.

Так, в качестве отправной точки подойдет Python. Далее имеет смысл осваивать Java и C++. На основе синтаксиса последних двух языков было создано множество других. Дальнейшие шаги зависят от выбранной специализации. Для разработки сайтов стоит сконцентрироваться на JavaScript, PHP, Ruby. А если возникло желание двигаться в сторону мобильных приложений, лучше приложить усилия к изучению Objective-C и Swift, а также углублению знаний в Java.

В целом будущему программисту необходимо знать хотя бы 5 языков. Такой специалист всегда будет в цене.

Автор статьи:

Редакция сайта GeekBrains Шеф-редактор раздела Программирование