Язык программирования Ассемблер
Язык Ассемблера — машинно-ориентированный язык программирования низкого уровня.
Имеется много вариаций языков, заточенные под определенные платформы. Они, имея подобный вид, являются несовместимыми.
Многие компиляторы с языков программирования высокого уровня выдают результат в виде программы на языке ассемблера, которую в дальнейшем обрабатывает ассемблер. Результатом ассемблирования может быть объектный модуль, который потом с помощью редактора связей переходит в исполняемый файл.
Основными преимуществами языка Ассемблера являются:
1. Быстродействие;
2. Безопасность;
3. Эффективность за счет исполняемой платформы;
4. Понимание программного кода.
Однако у языка есть и свои недостатки:
1. Трудное чтение кода из-за однотипных операций и действий;
2. Высокий порог вхождения;
3. Многие платформы не нуждаются в Ассемблере;
4. Трудоемкий процесс написания программного кода.
Язык Ассемблера в наше время находит себе применение в многих отраслях, где необходима низкая затрата и высокое быстродействие, однако в различных сферах его нецелесообразно использовать.
Язык программирования FORTRAN
Фортран является первым языком высокого уровня. Создан был в периоде с 1954 по 1957 года группой программистов под руководством Джона Бэкуса в корпорации IBM.
Основной задачей при разработке языка программирования Фортранбылосоздать альтернативу языка Ассемблер. Первое руководство появилось уже в 1956 году с компилятором (который был оптимизирующий). Без него люди отказывались программировать так как терялась скорость работы программы.
Одно из преимуществ Фортрана является большое количество библиотек и подпрограмм написанных на нем.
Фортран в СССР появился позже, чем на Западе, поскольку поначалу в СССР более перспективным языком считался Алгол. Внедрению языка программирования Фортран поспособствовало общение советских физиков со своими коллегами из CERN, где в 1960-х годах почти все расчёты велись с использованием программ на Фортране.
Первый советский компилятор с Фортрана был создан в 1967 году для машины Минск-2, однако он не получил большой известности.
Широкое внедрение Фортрана началось после создания в 1968 году компилятора ФОРТРАН-ДУБНА для машины БЭСМ-6.
Современный Фортран адаптирован под новые тенденции программирования, такие как: модульное и обобщенное программирование, объектно-ориентированное программирование (ООП)
В конце 1980-х — начале 1990-х физик Андрей Зарецкий создал серию детских книжек, одним из главных героев которых был профессор Фортран. В книге доступным языком объясняется устройство компьютера, а также основы компьютерной грамотности и программирования.
Язык программирования Algol 58
Язык программирования Алгол был разработан в 1958 году на недельной конференции в ETH как универсальный язык программирования для широкого круга применений.
В ходе работы возникали большие трудности непринципиального характера. Так, например, один из членов комитета вспоминал «десятичную бурю» — крайне резкую дискуссию между американскими и европейскими участниками по поводу того, какой именно символ должен быть использован в качестве разделителя целой и дробной частей числа. Чтобы избежать конфликтов по мелким вопросам, было решено, что описание Алгола будет трёхуровневым, включающим уровень описаний, публикаций и реализации.
Отличительным свойством языка стала то, что программа представлялась не как свободная последовательность команд, а как блочная структура, состоящая из описанных и отдаленных друг от друга частей.
Были выделены структурные управляющие конструкции: ветвление, циклы, последовательные участки, ограниченные ключевыми словами begin и end
В Алгол была доступна рекурсия, что позволяло описывать программу более понятно за счет сходства с математическим описанием алгоритмической задачи.
Язык программирования C
Си (от англ.C) - компилируемый язык программирования общего назначения, разработанный как продолжение языка Би (бинарных отношений).
Конструкции языка близко сопоставляются типичным машинным конструкциям, благодаря чему он нашел применение в проектах, для которых был свойствен язык ассемблер
Язык программирования Си оказал существенное влияние на индустрию программного обеспечения. Его синтаксис заложил основу для C++, C#, Java и Objective-C.
Язык был разработан в лабораториях BellLabsв период с 1969 по 1973 годы. Язык так был назван по той причине, что буква C третья по счету в английском алфавите, а основы берет с языка B(второй буквы по счету в английском алфавите)
К 1973 году язык Си стал достаточно силён, и большая часть ядра UNIX, первоначально написанная на ассемблере, была переписана на Си. Это было одно из самых первых ядер операционных систем, написанное на языке, отличном от ассемблера
Язык программирования Си отличается минимализмом. Авторы изначально хотели, чтоб программа компилировалась легко с помощью однопроходного компилятора.
Код на Си можно писать на низком уровне абстракции, что делает его похожим на язык ассемблер, поэтому его называют часто языком низкого или среднего уровня, но по строгой классификации он является языком высокого уровня
После появления язык был хорошо принят, потому что, он позволял быстро создавать компиляторы для новых платформ, а также позволял программистам довольно точно представлять, как выполняются их программы.
Благодаря близости к языкам низкого уровня программы на Си работали эффективнее написанных на многих других языках высокого уровня
Язык широко применяется при разработке операционных системе и высокопроизводительного программного кода. Первые реализации языком программирования Java, Python и PHP были написаны на C.
В целом, язык дает большие возможности для написания качественного кода, но при неправильном использовании он позволяет допустить критические ошибки.
Язык программирования C#
C# - объектно-ориентированный язык программирования, разработанный в 1998-2001 годах группой инженеров компании Microsoft под руководством Андерса Хейлсберга и Скотта Вильтауота как язык разработки приложений для платформы Microsoft.NETFramework.
В поддержку новшеств Microsoft выпустила инструментарий для разработки приложений – платформу.NET. Она также объединяла «под одной крышей» несколько языков программирования, что было в новинку для того времени. Еще одним новшеством платформы.NET была технология активных серверных страниц ASP.NET (ActiveServerPage). С её помощью можно было относительно быстро разработать веб-приложения, взаимодействующие с базами данных.
Язык программирования C# был создан специально для ASP.NET. На C# полностью была написана и сама ASP.NET.
Название «Си шарп» происходит от буквенной музыкальной нотации, где латинской букве C соответствует нота До, а знак диез (англ. sharp) означает повышение соответствующего ноте звука на полутон. Название так же можно представить как несколько «+».
Название языка программирования принято называть «Си шарп».
C# разрабатывался как язык программирования прикладного уровня для CLR и, как таковой, зависит, прежде всего, от возможностей самой CLR.
CLR предоставляет C#, как и всем другим.NET-ориентированным языкам, многие возможности, которых лишены «классические» языки программирования. Например, сборка мусора не реализована в самом языке C#, а производится CLR для программ, написанных на C# точно так же, как это делается для программ на VB.NET, J# и др.
Язык C# широко используется в различных сферах разработки: разработка программного обеспечения, веб-разработка(ASP.NET), гейм-дев (Unity 3D), разработка мобильных приложений.
Язык программирования C++
C++ - компилируемый, статически типизированный язык программирования общего назначения. Он поддерживает такие парадигмы программирования, как процедурное программирование, объектно-ориентированное программирование, обобщённое программирование.
C++ широко используется для разработки ПО. Область его применения включает создание операционных систем, драйверов устройств, приложений для встраиваемых систем, высокопроизводительных серверов, а также игр.
Язык возник в начале 1980-х годов, когда сотрудник фирмы BellLabs Бьёрн Страуструп придумал ряд усовершенствований к языку C под собственные нужды. Когда в конце 1970-х годов Страуструп начал работать в BellLabs над задачами теории очередей (в приложении к моделированию телефонных вызовов), он обнаружил, что попытки применения существующих в то время языков моделирования оказываются неэффективными, а применение высокоэффективных машинных языков слишком сложно из-за их ограниченной выразительности.
Вспомнив опыт своей диссертации, Страуструп решил дополнить язык C возможностями, имеющимися в языке Симула. Страуструп добавил к нему возможность работы с классами и объектами, что добавило больше возможностей для моделирования.
До начала официальной стандартизации язык развивался в основном силами Страуструпа в ответ на запросы программистского сообщества.
Имя языка, получившееся в итоге, происходит от оператора унарного постфиксного инкремента C ++ (увеличение значения переменной на единицу). Имя C+ не было использовано потому, что является синтаксической ошибкой в C и, кроме того, это имя было занято другим языком. Язык также не был назван D, поскольку «является расширением C и не пытается устранять проблемы путём удаления элементов C».
Стандартная библиотека C++ включает в себя набор средств, которые должны быть доступны для любой реализации языка, чтобы обеспечить программистам удобное пользование языковыми средствами. Стандартная библиотека C++ включает в себя часть стандартной библиотеки C. Стандарт C++ содержит нормативную ссылку на стандарт C от 1990 года и не определяет самостоятельно те функции стандартной библиотеки, которые заимствуются из стандартной библиотеки C.
Доступ к возможностям стандартной библиотеки C++ обеспечивается с помощью включения в программу (посредством директивы #include) соответствующих стандартных заголовочных файлов. Всего в стандарте C++11 определено 79 таких файлов
Неоднократно предпринимались попытки предложить альтернативы C++, как для прикладного, так и для низкоуровневого программирования.Старейшим конкурентом C++ в задачах низкого уровня является Objective-C, совмещающий Си с объектной моделью Smalltalk.Прямым потомком на данный момент является язык D.
Язык программирования Java
Java -сильно типизированныйобъектно-ориентированный язык программирования, разработанный компаниейSunMicrosystems(в последующем приобретённой компаниейOracle). Приложения Java обычнотранслируютсяв специальныйбайт-код, поэтому они могут работать на любой компьютерной архитектуре, с помощьювиртуальной Java-машины. Дата официального выпуска — 23 мая 1995 года.
Изначально язык назывался Oak («Дуб»), разрабатывался Джеймсом Гослингом для программирования бытовых электронных устройств. Из-за того, что язык с таким названием уже существовал, вскоре Oak был переименован в Java. Назван в честь марки кофе Java, которая, в свою очередь, получила наименование одноимённого острова (Ява), поэтому на официальной эмблеме языка изображена чашка с горячим кофе. Существует и другая версия происхождения названия языка, связанная с аллюзией на кофе-машину как пример бытового устройства, для программирования которого изначально язык создавался.
Программы на Java транслируются в байт-код Java, выполняемый виртуальной машиной Java (JVM) — программой, обрабатывающей байтовый код и передающей инструкции оборудованию как интерпретатор.
Достоинством подобного способа выполнения программ является полная независимость байт-кода от операционной системы и оборудования, что позволяет выполнять Java-приложения на любом устройстве, для которого существует соответствующая виртуальная машина. Другой важной особенностью технологии Java является гибкая система безопасности, в рамках которой исполнение программы полностью контролируется виртуальной машиной. Любые операции, которые превышают установленные полномочия программы (например, попытка несанкционированного доступа к данным или соединения с другим компьютером), вызывают немедленное прерывание.
Часто к недостаткам концепции виртуальной машины относят снижение производительности.Ряд усовершенствований несколько увеличил скорость выполнения программ на Java:
· применение технологии трансляции байт-кода в машинный код непосредственно во время работы программы (JIT-технология) с возможностью сохранения версий класса в машинном коде,
· широкое использование платформенно-ориентированного кода (native-код) в стандартных библиотеках,
· аппаратные средства, обеспечивающие ускоренную обработку байт-кода (например, технология Jazelle, поддерживаемая некоторыми процессорами архитектуры ARM).
· Следующие успешные проекты реализованы с привлечением Java (J2EE) технологий: RuneScape,Amazon, eBay, LinkedIn, Yahoo! Компании в основном фокусируются на Java (J2EE) технологиях: SAP, IBM, Oracle. В частности, СУБД OracleDatabase включает JVM как свою составную часть, обеспечивающую возможность непосредственного программирования СУБД на языке Java, включая, например, хранимые процедуры.
· Программы, написанные на Java, имеют репутацию более медленных и занимающих больше оперативной памяти, чем написанные на языке C. Тем не менее, скорость выполнения программ, написанных на языке Java, была существенно улучшена с выпуском в 1997—1998 годах так называемого JIT-компилятора в версии 1.1 в дополнение к другим особенностям языка для поддержки лучшего анализа кода (такие, как внутренние классы, класс StringBuffer, упрощенные логические вычисления и т. д.). Кроме того, была произведена оптимизация виртуальной машины Java — с 2000 года для этого используется виртуальная машина HotSpot. По состоянию на февраль 2012 года, код Java 7 приблизительно в 1,8 раза медленнее кода, написанного на языке Си.
Некоторые платформы предлагают аппаратную поддержку выполнения для Java. К примеру, микроконтроллеры, выполняющие код Java на аппаратном обеспечении вместо программной JVM, а также основанные на ARM процессоры, которые поддерживают выполнение байт-кода Java через опцию Jazelle.