Языки программирования высокого уровня

Виды – основная классификация

Задумываясь, что такое языки программирования, программирующий человек должен понимать – существует их классификация. Все то же самое, как в обычном мире – у каждого народа свой способ общения. Аналогичным образом ситуация обстоит и с машинами.

Общепринятые случаи позволяют разбить все programming languages на два больших раздела:

• процедурные;
• непроцедурные.

Каждый «класс» имеет свои собственные нюансы, о которых программисту (как текущему, так и будущему) придется знать в обязательном порядке.

О процедурных языках

Процедурная программа также называется алгоритмической. Представлена системой формальных предписаний, нацеленных на разрешение конкретных задач, обрабатываемых ЭВМ. Противоположна разработке, при которой цель компьютеру устанавливается общего представления, без формализованных алгоритмов. Этот вопрос отдается конкретной машине на «усмотрение».

Что такое процедурные языки программирования, понятно. Разделяются на два класса:

• низкого уровня (машинно-ориентированные);
• высокого уровня.

Соответствующие категории существенно отличаются друг от друга.

Низкоуровневые

Ориентированы на конкретные операционные системы (архитектуры), принимают во внимание их особенности. Это – некая «эволюция» машинного кода

Следуют низкоуровневые языки строго поставленным задачам, исходящим от процессора. Для человека весьма трудны в освоении, зато программа, созданная подобным образом, занимает мало места на жестком диске. Чаще всего представлены системными приложениями и драйверами. Отличаются высокой скоростью функционирования.

Высокоуровневые

Лучше распознаются человеком. Такой language быстрее осваивается программистами. Особенности конкретных процессоров не будут учитываться. Это значит, что можно с легкостью переносить софт с одной ОС на другую.

Важно: для реализации поставленной задачи принято задействовать утилиты под названием «трансляторы»

О непроцедурных языках

Все чаще пользователи задумываются над тем, что такое непроцедурные языки программирования. По названию понятно, что с «процедурами» как с таковыми работать не придется.

Разделяются на две крупные категории. Каждая из них отличается собственными ключевыми моментами, достойными внимания:

• декларативные;
• объектно-ориентированные.

Представляют собой более совершенные языки, которые получили широкое распространение в современном мире.

Julia

Julia — молодой язык, конкурент R и Python, совместимый с ними. Однако он гораздо быстрее Python и по скорости может сравниться с C/C++. Julia — универсальный язык, хотя изначально его разработали для числовых и технических вычислений.

Его можно и нужно использовать для веб-программирования низкоуровневого системного программирования в качестве языка спецификации. Он поддерживает динамическую типизацию — это делает его более гибким, но и увеличивает вероятность ошибки. В Julia есть и мастхэв-библиотеки для ML: Flux, Mocha.jl, Knet, TensorFlow.jl, ScikitLearn.jl.

Примеры ML-проектов на Julia: SALSA — софт для продвинутой работы со стохастическими алгоритмами; MLJTuning — программа для оптимизации гиперпараметров.

Проекты на Julia в основном создают для учёных и для ML-поддержки лабораторий. Из этого вывод: делать ставку только на Julia не нужно — язык ещё растёт

Но обратить внимание точно стоит.

Что такое типизация

Прежде чем мы начнём разбираться в плюсах и минусах языков, стоит поговорить о типизации. Потому что от типизации зависит и как вы пишете программу, и как она потом работает.

Типизация — это разделение переменных на разные типы: например int (целое число), flow (число с десятичной частью), string (строка текста), bool (правда/неправда).

Типизация бывает явная или неявная, слабая или сильная и статическая или динамическая.

Явная типизация значит, что вы должны сами указать тип переменной, а если у языка неявная типизация, этим занимается компилятор. Явная типизация более надёжная (у переменной будет именно тот тип, который вам нужен), зато добавляет работы, а неявная позволяет сэкономить время, но переменная может получить не тот тип, который вы хотели.

В языках со статической типизацией типы переменных устанавливаются на этапе компиляции, причём обычно переменные объявляются с указанием типа (явно).

Динамическая типизация означает, что типы определятся уже во время выполнения программы.

Сильная (строгая) типизация не позволяет смешивать в выражениях разные типы и не выполняет автоматически неявные преобразования.

Языки со слабой типизацией более гибкие, но они часто сами неявно преобразуют переменные, даже если в результате может появиться неточность или если преобразование неоднозначно.

PHP

PHP (Personal Home Page Tools, дословно переводится как «инструменты для создания персональных страниц») ― язык программирования с открытым исходным кодом или скриптовый язык. Он был создан в 1995 году и на данный момент является самым популярным среди веб-разработок.

PHP широко используется для создания веб-сайтов, серверных приложений, утилит, скриптов, мобильных приложений. Такие популярные сайты как «ВКонтакте», Avito, Facebook были созданы как раз при помощи PHP.

Вот почему этот язык программирования такой популярный:

• быстро читается;
• предназначен для веб-разработок;
• имеет широкую область применения;
• кроссплатформенный;
• легко изучить;
• востребованный, а значит, специалисту в этой области будет просто найти работу;
• в последние версии добавились новые возможности и синтаксис стал лучше.

Но, естественно, ничего не бывает совершенным, и PHP не исключение. К основным минусам языка относятся слабая типизация, неудобная стандартная библиотека и то, что он, в основном, ориентирован на веб-разработки.

В отличие от JavaScript, код у PHP прочитать самостоятельно с первого раза не удастся, для этого нужно знать основы языка, освоить которые реально за несколько часов.

Спрос на специалистов PHP высокий, но зарплата немного ниже, чем у разработчиков JavaScript. К примеру, новичок может претендовать на оплату, в среднем, 40 тысяч рублей, а профессионал с опытом – от 100 тысяч рублей. В любом случае, трудоустроиться в данной области не составит труда, главное – знать технологии работы с этим языком.

Набор инструментов для работы с PHP состоит из:

1. Редактор/IDE: SublimeText, Atom, Notepad++, PhpStorm.
2. Хранилища: Memcached, Redis, MongoDB.
3. Сервера баз данных: PostgreSQL, Mysql.
4. Отладчик: XDebug.
5. Популярные фреймворки: Symfony, Yii, Laravel, Zend, Lumen, Silex, Slim.
6. Профайлер: XHProf – оценивает время работы на каждом этапе и помогает вычислить, где программа выполняет свои функции медленно.
7. Менеджер пакетов: Composer.

Специалисты в сфере веб-технологий будут востребованы еще много лет, поэтому смело можете выбирать для себя обучение PHP.

Visual Basic (Вижуал Бейсик)

Вряд ли найдётся тот, кто не слышал об этом продукте от Microsoft, ведь многие программисты именно на нём познавали азы программирования. Visual Basic простой, многофункциональный и подходит для быстрого прототипирования.

VB даёт широкие возможности по созданию программного кода, а также позволяет разрабатывать UI (пользовательский интерфейс) программ. Именно его чаще всего используют специалисты Microsoft для создания таблиц с данными.

Впрочем, не обошлось и без недостатков, таких как отсутствие комментариев и доступ к памяти компьютера на низком уровне. Кроме того, у этой программы невысокая скорость работы, использовать её можно только на ОС Windows и macOS.

C#

C# – язык программирования, который был разработан корпорацией Microsoft в 2010 году. Это объектно‑ориентированный язык программирования (ООП), который используется для разработки программного обеспечения, десктопных и веб‑приложений. ООП означает, что в языке используется методология, основанная на разбивке сложных, больших программ, на небольшие объекты с атрибутами. Программирование на языке C# широко распространено не только в веб‑разработке, но и в разработке программного обеспечения и приложений, поэтому спрос на C# программистов остаётся стабильно высоким.

С# является относительно несложным языком, который поможет развить общие навыки программирования, что в дальнейшем поможет разобраться в работе языков сверхвысокого уровня.

Bash

Сценарии командной оболочки Unix, созданные Кеном Томпсоном в начале 1970-х годов, тесно связаны с языком программирования C. Bash — обновленная оболочка Unix — была впервые выпущена в конце 80-х годов и до сих пор активно разрабатывается. На Bash обычно пишутся сценарии конфигурации сервера, поэтому это хороший выбор для работы в современных облачных средах с контейнерным хранением и микросервисами. Скрипты командной оболочки используются достаточно часто, так что знание этого языка пригодится.

Также стоит обратить внимание на zsh, который в настоящее время является оболочкой по умолчанию в macOS. Области применения: администрирование сервера, инструменты интерфейса командной строки, DevOps, виртуализация

Области применения: администрирование сервера, инструменты интерфейса командной строки, DevOps, виртуализация.

Машинный код

Лицевая панель миникомпьютера PDP-8 / E. Ряд переключателей внизу можно использовать для переключения программы на машинном языке.

Машинный код — единственный язык, который компьютер может обрабатывать напрямую без предварительного преобразования. В настоящее время программисты почти никогда не пишут программы непосредственно в машинном коде, потому что это требует внимания ко многим деталям, которые язык высокого уровня обрабатывает автоматически. Кроме того, он требует запоминания или поиска числовых кодов для каждой инструкции, и его чрезвычайно трудно изменить.

Настоящий машинный код — это поток необработанных, обычно двоичных данных. Программист, кодирующий «машинный код», обычно кодирует инструкции и данные в более удобочитаемой форме, такой как десятичная , восьмеричная или шестнадцатеричная, которая переводится во внутренний формат программой, называемой загрузчиком, или переключается в память компьютера с передней панели .

Хотя мало программ написано на машинном языке, программисты часто становятся экспертами в их чтении, работая с дампами ядра или выполняя отладку с передней панели.

Пример: функция в шестнадцатеричном представлении 32-битного машинного кода x86 для вычисления n- го числа Фибоначчи :

8B542408 83FA0077 06B80000 0000C383
FA027706 B8010000 00C353BB 01000000
B9010000 008D0419 83FA0376 078BD989
C14AEBF1 5BC3

2018: Самые популярные языки программирования — Tiobe

В декабре 2018 года портал Tiobe опубликовал регулярный рейтинг языков программирования, основанный на подсчете результатов поисковых запросов, содержащих название языка.

Обозреватели ZDNet обращают внимание на пятое место языка Visual Basic .Net, который Microsoft выпустила в 2001 году. Его рейтинг оказался самым большим за время ведения подсчетов Tiobe — 7,127%

В конце 2017 года Visual Basic .Net находился на седьмой строчке списка с результатом в 2,467%.

ZDNet пишет, что Visual Basic .Net продолжает возрождаться, несмотря на то, что в 2017 году Microsoft объявила о прекращении совместного развития Visual Basic и C#, чтобы сосредоточиться на «ключевых сценариях и доменах», в которых Visual Basic .Net наиболее популярен. В результате компания бросила больше ресурсов за пределы C#.

Аналитики Tiobe назвали пятое место Visual Basic .Net в рейтинге «очень удивительным». Этот проект уступает лишь C++, Python, C и Java. Список наиболее востребованных языков программирования к декабрю 2018 года представлен ниже.

Рейтинг популярности языков программирование, данные Tiobe

По мнению экспертов, Visual Basic .Net «рано или поздно зачахнет», однако к концу 2018 года он остается популярным для создания специализированных офисных приложений для малого и среднего бизнеса. Этот язык все еще широко используется разработчиками во многому потому, что его легко освоить.

По данным Microsoft, у Visual Basic .Net насчитывается «сотни тысяч» сторонников против «миллионов» у C#. Компания стремится к лидерству C# в области создания технологий для облачных, мобильных и передовых вычислений, а в Visual Basic .Net видит акцент на разработку для Windows-компьютеров.Новая стратегия Microsoft вызвала тревогу у работающих с Visual Basic .Net программистов, которые опасались, что компания может свернуть этот язык. Также разработчики были разочарованы тем, что Microsoft предложила поддержку Xamarin в C#, но не сделала это в отношении Visual Basic .Net.

Lisp

Lisp — это группа языков, связанных с исторической реализацией LISP, которая была разработана в MIT в 1950-х годах для описания программ математическим способом. Синтаксис в Lisp основан на s-выражениях — это отличает его от большинства других языков, многие из которых связаны с С или находятся под его влиянием. Lisp был популярен в ранних исследованиях ИИ и широко применялся как язык скриптов для САПР и других инженерных приложений, так как он воспринимает код в виде данных и позволяет настраивать язык с помощью макросов , что отличает его от более статичных языков. Среди известных приложений на его основе —AutoLisp (скрипт для AutoCad) и Roomba. Один из языков семейства, Clojure, особенно удобен для создания масштабных приложений для бизнеса и интернета.

Области применения: искусственный интеллект, робототехника, написание скриптов, расширения языков, исследования, разработка.

Какие языки проще, а какие сложнее?

Трудно объективно определить, какой язык проще, а какой сложнее, потому что это зависит не только от его особенностей, но и от вашего бэкграунда, желания разбираться в документации и т.д.

Относительно универсальный критерий сложности — близость языка к программированию на машинном коде. Чем ближе к нему язык, тем более он низкоуровневый. Высокоуровневые языки, наоборот, лучше адаптированы для использования программистом.

У высокоуровневых языков есть крупные стандартные библиотеки, а значит, большое количество разработанных доступных решений. Низкоуровневые языки предполагают работу с процессором, памятью и другими аппаратными ресурсами: можно контролировать всю изнанку, но из-за этого легче запутаться в синтаксисе. Впрочем, и такая классификация условна: на тему того, какой язык отнести к высокому, а какой к низкому уровню, ведутся споры.

Евгений Картавец:«В целом, сложность языка — довольно субъективный вопрос. Для изучения с нуля лучше всего подходят Python и JavaScript. PHP, Swift и Kotlin — немного сложнее. Java и C# — еще сложнее. C++, на мой взгляд, самый сложный. Go — достаточно простой язык, но у него сложная сфера применения, поэтому проще всего на него переходить с другого языка».

Python

Python отлично подойдёт для изучения основ программирования. Этот язык идеален для новичков, которые не хотят вникать в огромное количество руководств, и разбираться в громоздком машинном коде. Python имеет open‑source лицензию, поэтому использовать его можно бесплатно. На данный момент Python поддерживается популярными операционными системами: iOS, Windows, Unix и Linux.

На языке программирования Python можно разрабатывать веб‑приложения, анализировать данные, заниматься машинным обучением, писать скрипты для автоматизации задач. Этот язык хорошо связывает уже существующие компоненты программ, но также является отличной основой для разработки высокофункциональных программ. Многие популярные веб‑сайты были разработаны с использованием Python. Например, он использовался при разработке таких крупных проектов, как YouTube, Google, Dropbox, Quora, Reddit.

Python – интерпертируемый язык, поэтому новичок сразу увидит результат выполнения кода, не нужно будет дожидаться компиляции программы. Язык имеет низкий порог вхождения, так как обладает простым синтаксисом, уже существующий код не отпугнёт новичка: он читается легко и выглядит аккуратно. Python приучит начинающего программиста к соблюдению стиля оформления и следованию строгой структуре кода, что будет также полезно для изучения других языков программирования.

2020

Рейтинг самых высокооплачиваемых языков программирования

В августе 2021 года появились результаты опроса Stack Overflow среди более 83 тыс. разработчиков из разных стран мира, по итогам которого был составлен рейтинг наиболее высокооплачиваемых языков программирования.

Опрос, в котором наиболее активно принимали участие программисты из США, Индии, Германии, Великобритании, Канады, показал, что наибольшую медианную зарплату получают разработчики, которые владеют языком Clojure, — $95 тыс. в год. Это в 1,5 раза больше медианы таких языков программирования, как Python ($59 тыс.) и JavaScript ($54 тыс.), которые пользуются популярностью среди работодателей и разработчиков. На втором месте — F# ($81,077), на третьем — Elixir ($80,077). На четвертой позиции рейтинга Erlang ($80 тыс.), на пятом Ruby — ($80 тыс.). В ТОП-10 вошли также: Scala ($77,832), Rust ($77,530), Go ($75,669), LISP ($75,669).

Рейтинг наиболее высокооплачиваемых языков программирования

Почти 60% респондентов учились программировать на онлайн-ресурсах, в том числе на онлайн-курсах, форумах и других современных решениях для получения знаний. Респонденты старшего возраста учились программированию в школах (53%), университетах, и с помощью книг (40%). 45% респондентов используют для работы операционную систему Windows, 25,32% предпочитают Linux, а 25,19% выбирают MacOS. 53% опрошенных написали свою первую строку кода в возрасте 11-17 лет, 24% в возрасте 18-24 лет, 14% — в возрасте 5-10 лет, 5% — в возрасте 25-34 лет.

Рейтинг разработчиков по специализации

Почти половина опрошенных являются фулстек-разработчиками, 43,73% — бэкенд-разработчиками и 27,45% фронтенд-разработчиками.

Согласно результатам опроса Stack Overflow, среди наиболее популярных баз данных у ИТ-специалистов: MySQL, PostgreSQL, SQLite, MongoDB, Microsoft SQL Server (в порядке убывания). Среди наиболее популярных облачных систем: AWS, Google Cloud Platform, Microsoft Azure, Heroku, DigitalOcean.

GitHub назвал самые популярные языки программирования

В начале декабря 2020 года сервис совместной разработки ИТ-проектов GitHub опубликовал рейтинг самых популярных языков программирования, с которыми работают пользователи платформы. Развиваемый Microsoft проект TypeScript стремительно набирает популярность.

Первое место сохранил JavaScript. Следом расположился Python, третье место занимает Java. На четвертое место поднялся TypeScript. Пятое пятую строчку занял С#. Далее идут PHP, C++, C, Shell и Ruby. Состав первой десятки с 2017 года сохраняется без изменений, но PHP и Ruby, находившиеся на вершине списка пять лет назад, продолжают терять популярность.

Рейтинг самых популярных языков программирования

Как отмечает издание ZDNet, до 2016 году TypeScript не входят в десятку самых востребованных языков программирования на GitHub, но в 2018-м он поднялся на седьмую позицию, а в 2020-м взобрался на три строчки вверх, опередив C#, PHP и C ++.

Один из создателей TypeScript Андерс Хейлсберг, технический сотрудник Microsoft и «отец C#», в разговоре с ZDNet признался, что ему пришлось продать идею языка с открытым исходным кодом руководителям Microsoft в 2010 году, когда компания, будучи под руководством Стива Баллмера, весьма негативно была настроена в отношении сообщества Open Source.

Соучредитель аналитической фирмы RedMonk Джеймс Говернор считает, что популярность TypeScript в последние годы растет потому, что этот язык программирования удовлетворяет потребности разработчиков JavaScript в «безопасности типов». Рост популярности на GitHub указывает на то, что TypeScript останется надолго, уверен эксперт.

В публикации ZDNet сказано, что TypeScript стал популярен среди веб-разработчиков, обладающих обширной кодовой базой JavaScript. Среди них – Slack, Airbnb и Bloomberg. Microsoft также написала на TypeScript свой популярный кроссплатформенный редактор кода с открытым исходным кодом Visual Studio Code.

Языки программирования низкого и высокого уровня

Сегодня мы собираемся объяснить определение программирования высокого и низкого уровня, а также различных типов. Ожидается, что после прочтения этой статьи у вас будет некоторое представление о том, на каком языке следует сосредоточиться в дальнейшем.

Помните, что программировать непросто даже для профессионалов, потому что что-то может пойти не так в любой момент. Если вы не созданы для решения сложных задач, то шансы, что научиться программировать — это не ваше дело.

1]Что такое высокоуровневое программирование

Итак, из того, что мы пришли к пониманию за эти годы, есть несколько характеристик, которые определяют программирование высокого уровня, и мы собираемся рассмотреть некоторые из них.

Хорошо, поэтому высокоуровневое программирование больше похоже на человеческий язык из-за того, что он читабелен или более того. Более того, эти языки не участвуют в управлении памятью и абстракции функций.

Основными примерами языков программирования высокого уровня являются C #, Python, Java, Ruby и другие.

Читать: Что такое язык программирования R?

2]Что такое низкоуровневое программирование

Первое, что вы заметите, это то, насколько низкоуровневый язык противоположен высокоуровневому. Понимаете, в них нет абстракции, но когда дело доходит до управления памятью и возможности чтения компьютерами, они впереди.

К тому же эти языки совсем не близки к человеческому, поэтому читать их непросто.

Что касается примеров, посмотрите на машинный код и язык ассемблера, чтобы понять, о чем мы говорим.

Читать: Изучите компьютерное программирование с помощью Microsoft Small Basic.

3]Более глубокая интерпретация языков программирования высокого уровня

Хорошо, вот в чем дело. Все языки высокого уровня имеют абстракцию, как описано выше, и это хорошо, потому что упрощает их использование и понимание. Если мы посмотрим на строку кода ниже, мы увидим, насколько она удобочитаема и более похожа на человека:

# Create the data for the graph.
v <-  c(9,13,21,8,36,22,12,41,31,33,19)

# Give the chart file a unique name.
png(file = "histogram.png")

# Create the required histogram.
hist(v,xlab = "Weight",col = "yellow",border = "blue")

# Save the file.
dev.off()

Как видите, это всего лишь простые строчки кода, и если вы внимательно их прочитаете, вы поймете, что вы получаете, что происходит после. Кроме того, нет необходимости управлять памятью с помощью языка высокого уровня.

С точки зрения некоторых из наиболее важных частей высокоуровневого кодирования, это переменные, объекты, процедуры и циклы. Видите ли, это абстракции, которые делают языки высокого уровня такими простыми в использовании по сравнению с их аналогами более низкого уровня.

Кроме того, высокоуровневое кодирование позволяет пользователю отправлять десятки команд с помощью одной строки кода. Кроме того, следует отметить, что каждый язык программирования высокого уровня имеет свой собственный способ написания синтаксиса, поэтому некоторые из них будут проще, чем другие.

Читать: IDE Netbeans — это язык программирования нового поколения.

4]Более глубокая интерпретация языков программирования низкого уровня.

Как мы заявляли выше, языки программирования низкого уровня больше связаны с компьютерной системой, чем с человеческим языком, поэтому читать их обычным образом невозможно. Один из самых известных низкоуровневых языков программирования — это машинный код, и все дело в случайных числах.

Видите ли, машинный код содержит только отдельные инструкции, переданные компьютеру, а это значит, что ему не хватает абстракции.

Теперь нам не следует, чтобы Машины понимали только байты, хотя они в основном представлены в десятичной, шестнадцатеричной или двоичной системе счисления. Мы понимаем, что двоичный код используется чаще, чем другие.

Пример машинных кодов:

000000 00001 00010 00110 00000 100000

Как видите, невозможно прочитать приведенный выше код, чтобы понять, что он будет делать. С другой стороны, компьютер очень способен читать этот язык, если программист указывает четкие указания.

5]Следует ли изучать один или оба типа языков программирования?

На этот вопрос сложно ответить, поскольку у обоих языков есть свои преимущества и недостатки. Видите ли, языки высокого уровня легче изучать и понимать. Не говоря уже о том, что языки высокого уровня безопаснее, потому что они содержат определенные гарантии, которые затрудняют программистам написание кода, предназначенного для разрушения компьютера.

Языки низкого уровня — полная противоположность, и поэтому они используются не для написания кода для Интернета или приложений, а в первую очередь для программного обеспечения драйверов или ядер операционной системы.

Заключение

Что можно сказать про индустрию, проработав в ней тридцать лет? Технологии умирают, и умирают быстро. Больше нет dBASE и Clarion, и даже названия эти современным программистам неведомы. Священная война между Pascal и C, которая шла все восьмидесятые, как-то обыденно закончилась победой C. Но сейчас это никого не волнует — что нам Pascal и C, когда мы пишем на Java?

Мы учимся, зная, что 90% новых знаний устареют уже через три года. Возможно, нам надо освоить ещё два навыка.

Умение забывать. И умение не учить всё подряд, особенно если это всё очень модное и современное. Никто не знает, какой срок отмерен модным технологиям. Будьте избирательны.