История возникновения языков программирования

Все началось в далеком 1959 году. Именно в этот год будущий основатель фирмы  Intel Роберт Нойс изобрел способ изготовления микросхем, применение которых позволило в сотни раз уменьшить размеры вычислительных машин, их стоимость, а также существенно повысить их надежность. С тех пор компьютеры стали приобретать все большую популярность, количество их росло, а значит, росла и потребность в программах и программистах.

Однако это вовсе не означает, что до появления PC не было потребности в средствах программирования. Еще в середине 50-х годов вычислительные машины получили широкое распространение  в университетах и научно-исследовательских институтах США и Западной Европы, и тогда же наступило время стремительного прогресса в области программирования. И новые разработки не отрицают всего того, что было сделано прежде. Компиляторы и интерпретаторы для языков ассемблера остались важным средством программирования для любого компьютера. Но, несмотря на возможность использовать эти средства, программисты решили облегчить себе работу. Посредниками между программистами и машинами стали языки программирования нового уровня. От ассемблера они отличались большей гибкостью и возможностью использования конструкций, подобных предложениям. Понятно, что как только появились компьютеры, нужно было сочинять для них программы. Проблема написания управляющего кода, понятного машине, стояла задолго до появления PC, например, один из первых языков программирования высокого уровня - fortran - появился в 1957 году. Тем не менее, с появлением нового типа компьютеров пришлось пересмотреть некоторые старые концепции разработки языков, ведь все старые были ориентированы на суперкомпьютеры, архитектура которых существенно отличалась от архитектуры ПК, да и задачи стояли перед ними разные. Как известно, большие машины использовались чаще всего в военных целях или при научных исследованиях.

Если не брать  в расчет работы Конрада Цузе, который придумал алгоритмический язык для своего механического компьютера, а также не учитывать прямое программирование с помощью записи машинных кодов, то можно сказать, что началом эволюции языков явились различные ассемблеры, которые позволяли людям немного отвлечься непосредственно от запоминания шестнадцатеричных кодов команд и регистров. Как оказалось, если им присвоить символьные имена, программирование становилось более продуктивным, да и вообще более привлекательным.

Ассемблеры  были аппаратно зависимы - то есть, если планировалось использовать программы на компьютере от Dec, а не Intel, их приходилось переписывать заново. Поэтому программисты сами для себя старались упростить жизнь и пытались создавать все более и более совершенные языки. С появлением языков нового уровня, они получили возможность производить разработку алгоритма решения задачи, не тратя усилий на программную реализацию. Кроме того, появление этих языков ознаменовало первый шаг на пути создания программ, которые вышли за пределы научно-исследовательских лабораторий. Но языки программирования, вместе с тем, становились все более и более сложными.

Итак, первым был Fortran. Он появился в 1957 году. Но работы по его разработке начались намного раньше. С 1954 годов группа инженеров всем известной компании IBM под руководством Джона Бекуса занималась созданием компилятора для Fortran. Эти работы велись более 2-х лет и, в конце концов, привели к созданию нового языка. Fortran - это сокращение от двух английских слов FORmula TRANslator - что переводится как "транслятор формул". Как видно из названия, первоначально язык создавался с целью использования при математических расчетах. Он предназначался для написания программ, используемых при решении прикладных технических задач. Основу языка составляли арифметические операторы, соответствующие по своему синтаксису традиционной записи математических выражений. В дополнение к этому в языке имелись средства разбиения сложных алгоритмов на более простые за счет явного определения подпрограмм (SUBROUTINE) и функций (FUNCTION). Описания данных в Fortran были ориентированы на представление главным образом числовой информации, поэтому и типы данных были просты: это целые и действительные числа, а также массивы из таких чисел.

Но Fortran приносил радость и утешение лишь ученым, которые решали с его помощью свои специфические научные и инженерные задачи. ЭВМ между тем развивались, и становилось понятным, что с их помощью можно решать самые разнообразные проблемы, зачастую не связанные с научными приложениями. Поэтому постепенно разрабатывались и компиляторы других языков программирования. Так в конце 1959 года в США группа разработчиков представила совершенно новый универсальный язык программирования COBOL - это аббревиатура от Common Business-Oriented Language - универсальный язык, ориентированный на задачи бизнеса. В Коболе, в отличие от большинства других языков, все данные описываются в отдельной секции, которая не совпадает с секцией команд. Это позволяет использовать одни и те же описания данных в различных программах. COBOL был аппаратно независим, и это также способствовало его потрясающей популярности в 60-х - 70-х годах, особенно после выхода в 1962 году его новой версии. Особенно эффективно программы, написанные на COBOL"е, производят простые арифметические операции с большими массивами данных, что довольно часто приходится делать в бухгалтерских расчетах.

Тем не менее, языков программирования было все еще  мало, да и те, что были, не всегда устраивали привередливых разработчиков. Поэтому ряд ведущих программистов  в Цюрихе представили в 1958 году свое новое детище - Алгол (сокращение от ALGOrithmic Language - алгоритмический язык программирования). Первая версия языка так и называлась - Алгол 58, а позднее, в 60 году, уже в Париже, был принят стандарт Алгол 60, который и стал основным на долгие годы, и хотя несколько раз вносились новые поправки и дополнения, это название оставалось неизменным до 1968 года. В США Алгол не получил широкого распространения, зато европейцы сразу приняли Алгол. Он дал возможность европейской компьютерной индустрии обрести независимость от американской технологии и распространился от Великобритании до Советского Союза. В начале 80-х множество советских программистов работали на Алголе-60. Но основная заслуга этого языка в другом - он заложил базу для дальнейшего развития программистской мысли, и многие языки программирования, разработанные впоследствии и получившие широкое распространение как в кругу профессионалов, так и среди любителей, содержат многие идеи и решения, взятые из Алгола.

Отцы-основатели BASIC"а (расшифровывается как Basic Beginner"s All-purpose Symbolic Instruction Code - универсальный код символических инструкций для начинающих) - два ярких представителя программистов старшего поколения, сотрудники математического факультета Дармутского колледжа Томас Курц и Джон Кемени.

Летом 1963 года Кемени начал  разрабатывать первую версию компилятора  для языка Бейсик. Осенью того же года студенты приступили к проектированию и кодированию операционной системы  для машин, на которых Кемени и  Курц планировали реализовать свои идеи. Это были машины General Electric-225 и Datanet-30. В феврале 1964 года оборудование было доставлено в колледж, и работа закипела с удвоенной силой. Наконец, 1 мая 1964 года в полуподвале здания колледжа Кемени и его коллеги начали набирать программы, каждый на своем терминале. Наконец-то все заработало! Одновременно родились язык Бейсик и система разделения времени.

Но это было только начало. Долгое время BASIC не имел компилятора  или интерпретатора, который бы позволял создавать полноценные исполняемые exe-файлы. И лишь в конце 1975 году был создан первый его интерпретатор. Он был создан двумя программистами-любителями - Диком Уипплом и Джоном Арнольдом. В том же 1975 году фирма Micro Instrumentation and Telemetry Systems выпустила свою версию языка BASIC. Ее создатели - кто бы вы думали? - никому не известные программист фирмы "Хониуэл" (Honeywell) и студент младших курсов Гарвардского университета Пол Аллен, а также его нерадивый приятель Билл Гейтс.

Одно время популярность BASIC"а была столь велика, что PC выпускались с его интерпретатором, прошитым прямо в ПЗУ компьютера. Самым популярным стал М-Бейсик, первый коммерческий успех молодой компании Microsoft Corporation. Но, несмотря на все свои достоинства, и он скоро стал сдавать свои позиции, уступая их объектно-ориентированным языкам программирования. Не помогли даже пересмотры стандарта языка и исключение вечного камня преткновения - оператора безусловного перехода GOTO, который запутывал программу, делая из нее нечто похожее на блюдо спагетти. К слову сказать, Microsoft до сих пор продвигает своего первенца - теперь это уже хорошо разросшийся Visual Basic - целый пакет визуального программирования, который вряд ли кто-нибудь обвинит в "объектной неориентированности", и его аналог для программирования в Internet - VBScript. Несмотря на практически полностью измененный интерфейс, этот язык и сейчас остается простым в изучении и отлично подходит для написания небольших, нетребовательных к ресурсам программ.

Среди языков, целью создания которых было улучшение Алгола, следует  особо отметить Паскаль, разработанный  в конце 60-х годов швейцарским  ученым Никлаусом Виртом. Pascal был назван в честь французского философа и математика XVII века Блеза Паскаля. Как известно, история повторяется, и вся новизна лишь в том, что на каждом новом витке - она делает это на более высоком уровне. Мы уже отмечали, что BASIC появился как побочный продукт преподавательской деятельности у Кемени и Курца, когда они пытались обучать студентов программированию. Нечто похожее произошло и с Паскалем. Некоторое время Никлаус Вирт был профессором информатики в Федеральном техническом университете в Швейцарии и нуждался в языке, с помощью которого относительно легко можно было бы обучать студентов навыкам программирования на хорошем уровне. Базовая концепция Паскаля была разработана Виртом примерно в 1970 году, и Паскаль очень быстро начал повсеместно распространяться, прежде всего, благодаря легкости в изучении и наглядности написанных на нем программ.

Язык Паскаль требовал от программиста определения всех переменных в отдельной секции в начале программы. Так как эти определения задавались явным образом, то в программах появлялось сравнительно немного ошибок, и их было проще понять и исправить  разработчику. Это сделало Паскаль  популярным при создании больших  программ. В 1962 году он был объявлен официальным языком программирования для учащихся средних школ, которые  намерены специализироваться в области  вычислительной техники и программирования в американских университетах.

В то же время, стандартный  Паскаль обладал рядом существенных недостатков. Поэтому Вирт продолжил  развивать свое детище, так через  девять лет, в 1979 году, появилась Модула-2, прежде всего от Паскаля она отличалась тем, что давала возможность использовать модульное программирование, а значит, с ее помощью уже можно было создавать достаточно большие проекты. К середине 70-х годов назрела  необходимость разработать международный  стандарт на Паскаль. В результате, в 1982 году появился стандарт ИСО 7185. Но Вирт не останавливался на достигнутом, и немного позднее появились Ада и Оберон, которые позволяли использовать типы и объекты, что уже давало кардинально новые возможности для разработчиков.

Язык Ада был создан фактически по заказу Министерства обороны  США и, соответственно, при его  активной поддержке. Был проведен конкурс  среди разработчиков, и его выиграла некая фирма Honeywell в лице ее подразделения Cii-Bull с руководителем Ж. Ишбиа. Язык был назван в честь Августы Ады Лайвейс - дочери английского поэта Дж. Байрона, которая считается первой программисткой. Окончательная версия спецификаций языка Ада появилась в феврале 1983 году, она и стала основной. Ада до сих пор считается современным языком с традиционной структурой управления, возможностями определения типов и подпрограмм. Удовлетворяет язык и требованиям модульности. В дополнение к классическим свойствам язык обеспечивает программирование задач реального времени, а также возможности моделирования параллельного решения задач и обработку прерываний.

Здесь нужно заметить, что  стандартный Паскаль был действительно  очень простым языком. Turbo Pascal включает в себя многие положительные качества как Модулы, так и Oberon"a, и является гораздо более сложным и мощным языком, чем Паскаль Вирта. Андерс Хейлсберг, которого и следует считать отцом-создателем Турбо Паскаля, вскоре вытеснившего с рынка все другие спецификации. Это победоносное шествие началось в 1984 году с появлением версии Turbo Pascal 2.0, ее распространение шло стремительными темпами. Версии 3.0, 4.0 и 5.0 выходили соответственно в 1985 и 1988 годах (последние две). В них появилось несколько революционных нововведений: возможность разбивать программу на несколько файлов (модулей), интерфейс взаимодействия с MS-DOS и встроенный отладчик. Отладчик (debugger) - это очень полезное средство, позволяющее в период выполнения программы просматривать содержимое регистров процессора, текущие значения переменных и последовательность выполнения программы.

Delphi - компилятор языка Object Pascal. Delphi 1 был первым инструментарием разработки Windows-приложений, объединившим в себе оптимизирующий компилятор, визуальную среду программирования и мощные возможности работы с базами данных. Годом позже Delphi 2 предложил все то же, но на новом уровне современной 32-битной операционной системы Windows 95 и Windows NT. Кроме того, Delphi 2 предоставил программисту 32-битовый компилятор, создававший более быстрые и эффективные приложения, мощные библиотеки объектов.

Продолжительная работа команды  разработчиков Delphi привела к появлению в третьей версии продукта расширенного набора инструментов для создания приложений, возможности использования технологий COM для разработки приложений WWW и многих других современных технологий программирования.

Современный Delphi 6 является очередным шагом в эволюции компиляторов Паскаля, первый, как вы помните, был сделан более 16 лет назад Андерсом Хейлсбергом. Пожалуй, мало найдется языков, которые бы жили так долго, при этом оставаясь актуальными. Действительно, Delphi позволяет даже самому неискушенному в программировании человеку после сравнительно небольшого времени, потраченного на его изучение, создавать профессионально выглядящие программные продукты с графическим интерфейсом пользователя в стиле Windows. Особенно удобно на Delphi работать с базами данных. Естественно, эта легкость работы с Delphi оборачивается некоторыми минусами языка. Основной недостаток Delphi - скорость работы, она очень и очень невысока. Да и генерируемый компилятором код получается увесистым и неуклюжим. Так, создание пустого окна даст ехе-файл размером почти в полмегабайта, на С++ - такое же займет 15-30 килобайт, в зависимости от ваших стараний (или 1 Кб при совсем творческом подходе к проблеме). Тем не менее, для некоторых сфер применения Delphi является идеальным решением, поэтому сейчас он достаточно популярен.

C — стандартизированный процедурный язык программирования, разработанный в 1969—1973 годах сотрудниками Bell Labs Кеном Томпсоном и Деннисом Ритчи как развитие языка Би. Си был создан для использования в операционной системе UNIX. С тех пор он был перенесён на многие другие операционные системы и стал одним из самых используемых языков программирования. Си ценят за его эффективность. Он является самым популярным языком для создания системного программного обеспечения. Его также часто используют для создания прикладных программ. Несмотря на то, что Си не разрабатывался для новичков, он активно используется для обучения программированию. В дальнейшем синтаксис языка Си стал основой для многих других языков. Для языка Си характерны лаконичность, стандартный набор конструкций управления потоком выполнения, структур данных и обширный набор операций.