История языков программирования - History of programming languages

Подробную хронологию событий см. В разделе Хронология языков программирования .
Информацию о серии конференций ACM см. В разделе История языков программирования .
История вычислительной техники
Ordinateurs Centraux 348-3-006.jpg
Аппаратное обеспечение
Программное обеспечение
Информатика
Современные концепции
По стране
Хронология вычислений
Глоссарий информатики

История языков программирования пролетов из документации ранних механических компьютеров для современных инструментов для разработки программного обеспечения. Ранние языки программирования были узкоспециализированными, полагались на математическую нотацию и столь же непонятный синтаксис. На протяжении 20-го века исследования теории компиляторов привели к созданию языков программирования высокого уровня, которые используют более доступный синтаксис для передачи инструкций.

Первым языком программирования высокого уровня был Plankalkül , созданный Конрадом Цузе между 1942 и 1945 годами. Первый язык высокого уровня, имеющий связанный компилятор, был создан Коррадо Бемом в 1951 году для его докторской диссертации. Первым коммерчески доступным языком был FORTRAN (FORmula TRANslation), разработанный в 1956 году (первое руководство появилось в 1956 году, но впервые было разработано в 1954 году) группой под руководством Джона Бэкуса из IBM .

История ранних веков

В 1842–1849 годах Ада Лавлейс перевела мемуары итальянского математика Луиджи Менабреа о новейшей машине, предложенной Чарльзом Бэббиджа : Аналитической машине ; она дополнила мемуары примечаниями, в которых подробно описан метод вычисления чисел Бернулли с помощью двигателя, признанного большинством историков первой в мире опубликованной компьютерной программой.

Первые компьютерные коды были специализированы для своих приложений: например, Алонзо Черч смог выразить лямбда-исчисление формульным способом, а машина Тьюринга была абстракцией работы машины для маркировки ленты.

Жаккардовые и Чарльз Бэббиджа Difference Engine оба были простые языки для описания действий , которые эти машины должны выполнять , следовательно , они были создателями первого языка программирования.

Первые языки программирования

В 1920-х годах были созданы первые узнаваемые современные компьютеры с электрическим приводом. Ограниченная скорость и объем памяти вынуждали программистов писать вручную настроенные программы на языке ассемблера . В конце концов стало понятно, что программирование на ассемблере требует больших интеллектуальных усилий.

Первым предложением языка программирования высокого уровня был Plankalkül , разработанный Конрадом Цузе для своего компьютера Z1 между 1963 и 1975 годами, но не реализованный в то время.

Первые функционирующие языки программирования, предназначенные для передачи инструкций компьютеру, были написаны в начале 1950-х годов. Джон Мочли «s Сокращенный код , предложенный в 1949 году, был одним из первых языков высокого уровня , когда - либо для электронной вычислительной машины . В отличие от машинного кода , операторы Short Code представляют математические выражения в понятной форме. Однако программу приходилось транслировать в машинный код каждый раз при запуске, что делало процесс намного медленнее, чем выполнение эквивалентного машинного кода.

В начале 1950-х Алик Гленни разработал Autocode , возможно, первый скомпилированный язык программирования в Манчестерском университете . В 1954 году Р.А. Брукером была разработана вторая версия языка, известная как «Автокод Mark 1» для Mark 1 . Брукер также разработал автокод для Ferranti Mercury в 1950-х годах совместно с Манчестерским университетом. Версия для EDSAC 2 был разработан Дуглас Хартри из Кембриджского университета математической лаборатории в 1961 г. Известный как EDSAC 2 AutoCode, это была прямая разработка от Mercury AutoCode адаптирована для местных условий и было отмечено , для ее оптимизации объектного кода и исходного языка- диагностика, продвинутая по тем временам. Atlas Autocode - это современный, но отдельный поток разработки, который был разработан для машины Atlas 1 Манчестерского университета .

В 1954 году в IBM был изобретен FORTRAN командой под руководством Джона Бэкуса ; это был первый широко используемый язык программирования общего назначения высокого уровня, имевший функциональную реализацию, а не просто проект на бумаге. Когда впервые был представлен FORTRAN, к нему относились скептически из-за ошибок, задержек в разработке и сравнительной эффективности программ, написанных вручную на ассемблере. Однако на рынке оборудования, который быстро развивался; со временем язык стал известен своей эффективностью. Это по-прежнему популярный язык для высокопроизводительных вычислений и используется для программ, которые оценивают и оценивают самые быстрые суперкомпьютеры в мире .

Еще один ранний язык программирования, разработанный Грейс Хоппер в США, называется FLOW-MATIC . Он был разработан для UNIVAC I в Remington Rand в период с 1955 по 1959 год. Хоппер обнаружила, что клиентам, занимающимся обработкой бизнес-данных, не нравится математическая нотация, и в начале 1955 года она и ее команда написали спецификацию для английского языка программирования и реализовали ее. прототип. Компилятор FLOW-MATIC стал общедоступным в начале 1958 года и был практически завершен в 1959 году. Flow-Matic оказал большое влияние на разработку COBOL , поскольку в то время фактически использовались только он и его прямой потомок AIMACO .

Другие языки, которые все еще используются сегодня, включают LISP (1958), изобретенный Джоном Маккарти, и COBOL (1959), созданный Комитетом ближнего действия. Другой важной вехой в конце 1950-х годов стала публикация комитетом американских и европейских компьютерных ученых «нового языка алгоритмов»; Алгол 60 Report (далее " ALGO rithmic L anguage"). В этом отчете собраны многие идеи, которые циркулировали в то время, и представлены три ключевых языковых нововведения:

  • вложенная блочная структура: кодовые последовательности и связанные объявления могут быть сгруппированы в блоки без необходимости превращения в отдельные процедуры с явно указанными именами;
  • лексическая область видимости : блок может иметь свои собственные частные переменные, процедуры и функции, невидимые для кода вне этого блока, то есть скрывающие информацию .

Еще одно нововведение, связанное с этим, заключалось в способе описания языка:

  • математически точная запись, форма Бэкуса – Наура (BNF), использовалась для описания синтаксиса языка. Почти все последующие языки программирования использовали вариант BNF для описания контекстно-свободной части своего синтаксиса.

Алгол 60 оказал особое влияние на разработку более поздних языков, некоторые из которых вскоре стали более популярными. Эти крупные системы Burroughs были разработаны , чтобы быть запрограммированы в расширенном подмножество Алголя.

Ключевые идеи Алгола были продолжены, и появился Алгол 68 :

  • синтаксис и семантика стали еще более ортогональными: появились анонимные процедуры, система рекурсивной типизации с функциями высшего порядка и т. д .;
  • не только контекстно-свободная часть, но и весь синтаксис и семантика языка были определены формально, в терминах грамматики Ван Вейнгаардена , формализма, разработанного специально для этой цели.

Множество малоиспользуемых языковых функций Algol 68 (например, параллельные и параллельные блоки) и его сложная система синтаксических сокращений и автоматического приведения типов сделали его непопулярным среди разработчиков и снискали ему репутацию сложного языка . Никлаус Вирт фактически покинул проектный комитет, чтобы создать более простой язык Паскаль .

Фортран

Некоторые известные языки, которые были разработаны в этот период, включают:

Установление фундаментальных парадигм

Схема

Период с конца 1960-х до конца 1970-х годов принес большой расцвет языков программирования. Большинство основных языковых парадигм, используемых в настоящее время, были изобретены именно в этот период:

Каждый из этих языков породил целую семью потомков, и большинство современных языков насчитывает по крайней мере один из них в своей родословной.

1960-е и 1970-е годы также стали периодом серьезных дискуссий по поводу достоинств « структурированного программирования », что, по сути, означало программирование без использования « goto ». Значительная часть программистов считала, что даже в языках, которые предоставляют «goto», использовать его - плохой стиль программирования, за исключением редких случаев. Эти дебаты были тесно связаны с языковым дизайном: некоторые языки вообще не включали «goto», что заставляло программиста или преподавателя использовать структурированное программирование.

Чтобы обеспечить еще более быстрое время компиляции, некоторые языки были структурированы для « однопроходных компиляторов », которые ожидают, что первыми будут определены подчиненные подпрограммы, как в случае с Паскалем , где основная процедура или функция драйвера является последним разделом листинга программы.

Некоторые известные языки, которые были разработаны в этот период, включают:

  • 1967 - BCPL (предшественник B)
  • 1968 - Логотип
  • 1969 - Б (предшественник С)
  • 1970 - Паскаль
  • 1970 - Четверть
  • 1972 - С                                                   

1980-е: консолидация, модули, производительность

MATLAB
Erlang
Tcl

1980-е были годами относительной консолидации императивных языков . Вместо того, чтобы изобретать новые парадигмы, все эти движения развивали идеи, изобретенные в предыдущем десятилетии. C ++ сочетает объектно-ориентированное и системное программирование. Правительство Соединенных Штатов стандартизировало Ада , язык системного программирования, предназначенный для использования оборонными подрядчиками. В Японии и других странах были потрачены огромные суммы на исследование так называемых языков программирования пятого поколения, которые включали в себя конструкции логического программирования. Сообщество функциональных языков перешло к стандартизации ML и Lisp. В этом десятилетии начались исследования Miranda , функционального языка с отложенным вычислением .

Одной из важных новых тенденций в языковом дизайне было повышенное внимание к программированию для крупномасштабных систем за счет использования модулей или крупномасштабных организационных единиц кода. Modula , Ada и ML разработали известные модульные системы в 1980-х годах. Модульные системы часто объединялись с универсальными конструкциями программирования, которые, по сути, являлись параметризованными модулями (см. Также полиморфизм в объектно-ориентированном программировании ).

Хотя основные новые парадигмы для императивных языков программирования не появились, многие исследователи расширили идеи предшествующих языков и адаптировали их к новым контекстам. Например, языки систем Argus и Emerald адаптировали объектно-ориентированное программирование к распределенным системам .

1980-е годы также принесли успехи в реализации языков программирования. Движение RISC в компьютерной архитектуре постулировало, что оборудование должно быть разработано для компиляторов, а не для программистов на сборке. Благодаря повышению скорости процессора, что сделало возможным использование все более агрессивных методов компиляции, движение RISC вызвало больший интерес к технологии компиляции для языков высокого уровня.

Языковые технологии продолжались в этом направлении вплоть до 1990-х годов.

Некоторые известные языки, которые были разработаны в этот период, включают:

  • 1986 - LabVIEW (язык визуального программирования)
  • 1986 - Эрланг
  • 1987 - Perl
  • 1988 - Tcl
  • 1988 - Wolfram Language (как часть Mathematica , отдельное название получил только в июне 2013 года)
  • 1989 - ФЛ (Backus)   

1990-е годы: эпоха Интернета

Haskell
Lua
PHP
Ребол

Быстрый рост Интернета в середине 1990-х годов стал следующим крупным историческим событием в языках программирования. Открыв радикально новую платформу для компьютерных систем, Интернет создал возможность для принятия новых языков. В частности, популярность языка программирования JavaScript возросла благодаря его ранней интеграции с веб-браузером Netscape Navigator. Различные другие языки сценариев получили широкое распространение при разработке специализированных приложений для веб-серверов, таких как PHP. В 1990-е годы в императивных языках не было принципиальных новшеств , а было много рекомбинации и созревания старых идей. В эту эпоху началось распространение функциональных языков . Большой движущей философией была продуктивность программиста. Появилось много языков «быстрой разработки приложений» (RAD), которые обычно поставлялись с IDE , сборкой мусора и были потомками более старых языков. Все такие языки были объектно-ориентированными . К ним относятся Object Pascal , Visual Basic и Java . Особое внимание уделялось Java.

Более радикальными и новаторскими, чем языки RAD, были новые языки сценариев . Они не произошли напрямую от других языков и отличались новым синтаксисом и более либеральным включением функций. Многие считают эти языки сценариев более производительными, чем даже языки RAD, но часто из-за того, что они делают небольшие программы более простыми, а большие - сложными в написании и сопровождении. Тем не менее, языки сценариев стали самыми популярными из них, используемыми в сети.

Некоторые известные языки, которые были разработаны в этот период, включают:

Текущие тренды

Эволюция языков программирования продолжается как в промышленности, так и в исследованиях. Некоторые из последних тенденций включают:

D Язык программирования
Groovy
PowerShell
Ржавчина
Царапать

Некоторые известные языки, разработанные в этот период, включают:

Другие новые языки программирования включают Red , Crystal , Elm , Hack , Haxe , Zig , Reason и Ballerina .

Выдающиеся люди

Андерс Хейлсберг
Юкихиро Мацумото
Грейс М. Хоппер
Бьярне Страуструп
Никлаус Вирт

Некоторые ключевые люди, которые помогли разрабатывать языки программирования:

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Хоппер (1978) стр. 16.
  2. ^ Кнут, Дональд Э .; Пардо, Луис Трабб. «Раннее развитие языков программирования». Энциклопедия компьютерных наук и технологий . Марсель Деккер. 7 : 419–493.
  3. ^ Кандидатская диссертация Коррадо Бема
  4. ^ Дж. Фуэги и Дж. Фрэнсис (октябрь – декабрь 2003 г.), «Лавлейс и Бэббидж и создание« заметок » 1843 г. », Annals of the History of Computing , 25 (4): 16–26, doi : 10.1109 / MAHC.2003.1253887
  5. ^ В 1998 и 2000 годах были созданы компиляторы для языка как историческое упражнение. Рохас, Рауль и др. (2000). «Планкалкюль: первый язык программирования высокого уровня и его реализация». Institut frame Informatik, Свободный университет Берлина, Технический отчет B-3/2000. (полный текст)
  6. ^ Себеста, WS (2006). Понятия языков программирования . п. 44. ISBN 978-0-321-33025-3.
  7. ^ "Создатель Fortran Джон Бэкус умирает - Технологии и гаджеты - Новости NBC" . NBC News. 2007-03-20 . Проверено 25 апреля 2010 .
  8. ^ "CSC-302 99S: Класс 02: Краткая история языков программирования" . Math.grin.edu. Архивировано из оригинала на 2010-07-15 . Проверено 25 апреля 2010 .
  9. ↑ Падуя, Дэвид (февраль 2000 г.). "Компилятор FORTRAN I" (PDF) . Вычислительная техника в науке и технике . 2 (1): 70–75. DOI : 10.1109 / 5992.814661 . Проверено 7 ноября 2019 .
  10. ↑ Юджин Ло (18 июня 2010 г.). «Идеальный язык программирования для высокопроизводительных вычислений» . Очередь . Ассоциация вычислительных машин. 8 (6).
  11. ^ «HPL - портативная реализация высокопроизводительного эталонного теста Linpack для компьютеров с распределенной памятью» . Проверено 21 февраля 2015 .
  12. ^ Хоппер (1978) стр. 16.
  13. ^ Саммет (1969) стр. 316
  14. ^ Саммет (1978) стр. 204.
  15. ^ Гордон, Майкл JC (1996). «От LCF к HOL: краткая история» (PDF) . п. 3 . Проверено 4 мая 2015 . Эдинбургский LCF, включая интерпретатор ML, был реализован на Lisp.
  16. ^ Манджа, Фархад (29 июля 2020). «Откуда вы знаете, что это написал человек?» . Нью-Йорк Таймс . ISSN  0362-4331 . Проверено 4 августа 2020 года .
  17. ^ TIOBE (25 мая 2018). «Индекс TIOBE, 100 лучших языков программирования согласно индексу TIOBE» . www.tiobe.com . TIOBE_index .
  18. ^ "GitHub's Octoverse 2018" . Архивировано из оригинала на 2019-03-22.
  19. ^ Рохас, Рауль; Хашаген, Ульф (2002). Первые компьютеры: история и архитектура . MIT Press. п. 292. ISBN. 978-0262681377. Проверено 25 октября 2013 года .

дальнейшее чтение

  • Розен, Сол (редактор), Системы программирования и языки , McGraw-Hill, 1967.
  • Саммет, Жан Э. , Языки программирования: история и основы , Прентис-Холл, 1969.
  • Саммет, Жан Э. (июль 1972 г.). «Языки программирования: история и будущее». Коммуникации ACM . 15 (7): 601–610. DOI : 10.1145 / 361454.361485 . S2CID  2003242 .
  • Ричард Л. Вексельблат (редактор): История языков программирования , Academic Press, 1981.
  • Томас Дж. Бергин и Ричард Г. Гибсон (редакторы): История языков программирования , Addison Wesley, 1996.

внешние ссылки