История языков программирования - History of programming languages

Подробную хронологию событий см. Хронология языков программирования.
Для ACM серии конференций, см. История языков программирования.
История вычислительной техники
Аппаратное обеспечение
Программного обеспечения
Информатика
Современные концепции
По стране
Хронология вычислений
Глоссарий информатики
  • Категория Категория

В история языков программирования простирается от документации ранних механических компьютеров до современных инструментов для разработки программного обеспечения. Ранние языки программирования были узкоспециализированными, полагались на математические обозначения и столь же неясный синтаксис.[1] На протяжении ХХ века исследования в компилятор Теория привела к созданию языков программирования высокого уровня, которые используют более доступный синтаксис для передачи инструкций.

Первый язык программирования высокого уровня был Plankalkül, сделано Конрад Зузе между 1942 и 1945 гг.[2] Первый язык высокого уровня с ассоциированным компилятор был создан Коррадо Бём в 1951 г. для его кандидатская диссертация. Первым коммерчески доступным языком был FORTRAN (FORmula TRANslation), разработанный в 1956 г. (первое руководство появилось в 1956 г., но впервые разработано в 1954 г.) группой под руководством Джон Бэкус в IBM.

Ранняя история

В 1842–1849 гг. Ада Лавлейс перевел мемуары итальянского математика Луиджи Менабреа о Чарльз Бэббидж новейшая предлагаемая машина: Аналитическая машина; она дополнила мемуары примечаниями, в которых подробно описан метод расчета Числа Бернулли с двигателем, признанным большинством историков первой в мире опубликованной компьютерной программой.[3]

Первые компьютерные коды были специализированы для своих приложений: например, Церковь Алонсо смог выразить лямбда-исчисление шаблонным способом и Машина Тьюринга была абстракцией от работы машины для маркировки лент.

Жаккардовые станки и Чарльза Бэббиджа Разностная машина у обоих были простые языки для описания действий, которые эти машины должны выполнять, поэтому они были создателями первого языка программирования.

Первые языки программирования

В 1940-х годах были созданы первые современные компьютеры с электрическим приводом. Ограниченная скорость и объем памяти вынуждали программистов писать вручную настроенные язык ассемблера программы. В конце концов стало понятно, что программирование на ассемблере требует больших интеллектуальных усилий.

Раннее предложение по язык программирования высокого уровня был Plankalkül, разработан Конрад Зузе за его Z1 компьютер между 1943 и 1945 годами, но в то время не реализовывались.[4]

Первые функционирующие языки программирования, предназначенные для передачи инструкций компьютеру, были написаны в начале 1950-х годов. Джон Мочли с Короткий код, предложенный в 1949 году, был одним из первых языков высокого уровня, когда-либо разработанных для электронный компьютер.[5] В отличие от Машинный код, Операторы Short Code представляют собой математические выражения в понятной форме. Однако программу пришлось перевести на Машинный код каждый раз, когда он запускается, что делает процесс намного медленнее, чем запуск эквивалентного машинного кода.

В начале 1950-х гг. Алик Гленни развитый Автокодирование, возможно, первый скомпилированный язык программирования, на Манчестерский университет. В 1954 году для Mark 1 была разработана вторая версия языка, известная как «автокод Mark 1». Р. А. Брукер. Брукер также разработал автокод для Ферранти Меркьюри в 1950-х годах совместно с Манчестерским университетом. Версия для EDSAC 2 был разработан Дуглас Хартри из Математическая лаборатория Кембриджского университета в 1961 году. Известный как EDSAC 2 Autocode, он был непосредственной разработкой Mercury Autocode, адаптированной к местным условиям, и был известен своей оптимизацией объектного кода и диагностикой исходного языка, которые были развиты в то время. Современная, но отдельная ветка развития, Атлас Автокод был разработан для Манчестерского университета Атлас 1 машина.

В 1954 г. FORTRAN был изобретен в IBM командой во главе с Джон Бэкус; это был первый широко используемый язык программирования общего назначения высокого уровня иметь функциональную реализацию, а не просто дизайн на бумаге.[6][7] Когда впервые был представлен FORTRAN, к нему относились скептически из-за ошибок, задержек в разработке и сравнительной эффективности программ, написанных вручную на ассемблере.[8] Однако на рынке оборудования, который быстро развивался; со временем язык стал известен своей эффективностью. Это по-прежнему популярный язык для высокопроизводительные вычисления[9] и используется для программ, которые оценивают и оценивают мировые самые быстрые суперкомпьютеры.[10]

Другой ранний язык программирования был разработан Грейс Хоппер в США называется ПОТОК-MATIC. Он был разработан для UNIVAC I в Ремингтон Рэнд в период с 1955 по 1959 год. Хоппер обнаружила, что заказчики, занимающиеся обработкой бизнес-данных, не любят математические обозначения, и в начале 1955 года она и ее команда написали спецификацию для английский язык программирования и реализовал прототип.[11] Компилятор FLOW-MATIC стал общедоступным в начале 1958 года и был практически завершен в 1959 году.[12] Flow-Matic оказал большое влияние на дизайн КОБОЛ, поскольку только он и его прямой потомок AIMACO фактически использовались в то время.[13]

Другие языки, которые все еще используются сегодня, включают LISP (1958), изобретенный Джон Маккарти и КОБОЛ (1959), созданный Комитетом ближнего радиуса действия. Другой важной вехой в конце 1950-х годов стала публикация комитетом американских и европейских компьютерных ученых «нового языка алгоритмов»; то АЛГОЛ 60 Отчет ("АЛГОритмичный Language "). Этот отчет объединил многие идеи, которые циркулировали в то время, и включил три ключевых языковых нововведения:

  • структура вложенных блоков: кодовые последовательности и связанные объявления могут быть сгруппированы в блоки без необходимости превращения в отдельные, явно названные процедуры;
  • лексическая область видимости: блок может иметь свои собственные частные переменные, процедуры и функции, невидимые для кода вне этого блока, то есть скрытие информации.

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

  • математически точное обозначение, Форма Бэкуса – Наура (BNF), использовался для описания синтаксиса языка. Почти все последующие языки программирования использовали вариант BNF для описания контекстно-свободный часть их синтаксиса.

Алгол 60 оказал особое влияние на разработку более поздних языков, некоторые из которых вскоре стали более популярными. В Большие системы Берроуза были разработаны для программирования в расширенном подмножестве Algol.

Ключевые идеи Алгола были продолжены, 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 Грамматика Ван Вейнгаардена, формализм, разработанный специально для этой цели.

Множество мало используемых 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 приобрели репутацию трудно. Никлаус Вирт фактически вышел из комитета по дизайну, чтобы создать более простой Паскаль язык.

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:[оригинальное исследование? ]

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

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

Чтобы обеспечить еще более быстрое время компиляции, некоторые языки были структурированы для "однопроходные компиляторы "которые ожидают, что первыми будут определены подчиненные процедуры, как в случае Паскаль, 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 – B (предшественник C)
  • 1970 – Паскаль
  • 1970 – Четвертый
  • 1972 – C                                                    

1980-е: консолидация, модули, производительность

MATLAB
Erlang
Tcl

1980-е годы были годами относительной консолидации в императивные языки. Вместо того, чтобы изобретать новые парадигмы, все эти движения развили идеи, изобретенные в предыдущем десятилетии. C ++ комбинированное объектно-ориентированное и системное программирование. Правительство США стандартизировало Ада, язык системного программирования, предназначенный для использования оборонными подрядчиками. В Японии и других странах были потрачены огромные суммы на расследование так называемых языки программирования пятого поколения которые включали конструкции логического программирования. Сообщество функциональных языков перешло к стандартизации ML и Lisp. Исследования в Миранда, функциональный язык с ленивая оценка, начал распространяться в этом десятилетии.

Одной из важных новых тенденций в языковом дизайне было повышенное внимание к программированию для крупномасштабных систем за счет использования модули, или крупномасштабные организационные единицы кода. Modula, Ada и ML разработали известные модульные системы в 1980-х годах. Модульные системы часто были связаны с общее программирование конструкции --- дженерики, по сути, являются параметризованными модулями[нужна цитата ] (смотрите также полиморфизм в объектно-ориентированном программировании ).

Хотя основных новых парадигм для императивных языков программирования не появилось, многие исследователи расширили идеи предшествующих языков и адаптировали их к новым контекстам. Например, языки Аргус и Изумруд системы адаптировали объектно-ориентированное программирование к распределенные системы.

1980-е годы также принесли успехи в реализации языков программирования. В RISC движение в компьютерная архитектура постулировал, что оборудование должно быть разработано для компиляторы а не для программистов человеческой сборки. При поддержке процессор Улучшение скорости, которое сделало возможным все более агрессивные методы компиляции, движение RISC вызвало больший интерес к технологии компиляции для языков высокого уровня.

В этом же направлении языковые технологии продолжались вплоть до 1990-х годов.

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

  • 1986 – LabVIEW (Язык визуального программирования)
  • 1986 – Erlang
  • 1987 – Perl
  • 1988 – Tcl
  • 1988 – Язык Wolfram Language (как часть Mathematica, отдельное название получил только в июне 2013 г.)
  • 1989 – FL (Бэкус)   

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, JavaScript Язык программирования стал популярным благодаря своей ранней интеграции с веб-браузером Netscape Navigator. Различные другие языки сценариев получили широкое распространение при разработке специализированных приложений для веб-серверов, таких как PHP. 1990-е не увидели принципиальных новшеств в императивные языки, но много рекомбинации и созревания старых идей. В эту эпоху началось распространение функциональные языки. Большой движущей философией была продуктивность программиста. Появилось много языков "быстрой разработки приложений" (RAD), которые обычно поставлялись с IDE, вывоз мусора, и были потомками более старых языков. Все такие языки были объектно-ориентированный. К ним относятся Object Pascal, Visual Basic, и Ява. В частности, большое внимание привлекла 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.[нужна цитата ] 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

Развитие 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: [16][17]

Другие новые языки программирования включают красный, Кристалл, Вяз, Взломать, Haxe, Зиг, Причина и Балерина.

Выдающиеся люди

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

Некоторые ключевые люди, которые помогали разрабатывать языки программирования:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Хоппер (1978) стр. 16.
  2. ^ Knuth, Donald E .; Пардо, Луис Трабб. «Раннее развитие языков программирования». Энциклопедия компьютерных наук и технологий. Марсель Деккер. 7: 419–493.
  3. ^ Дж. Фуэги и Дж. Фрэнсис (октябрь – декабрь 2003 г.), «Лавлейс и Бэббидж и создание заметок 1843 года»'", Анналы истории вычислительной техники, 25 (4): 16–26, Дои:10.1109 / MAHC.2003.1253887
  4. ^ В 1998 и 2000 годах были созданы компиляторы для языка как историческое упражнение. Рохас, Рауль, и другие. (2000). «Планкалкюль: первый язык программирования высокого уровня и его реализация». Institut frame Informatik, Freie Universität Berlin, Технический отчет B-3/2000. (полный текст)
  5. ^ Себеста, W.S. (2006). Концепции языков программирования. п. 44. ISBN  978-0-321-33025-3.
  6. ^ "Создатель Fortran Джон Бэкус умер - Технологии и гаджеты - NBC News". NBC News. 2007-03-20. Получено 2010-04-25.
  7. ^ "CSC-302 99S: Класс 02: Краткая история языков программирования". Math.grin.edu. Архивировано из оригинал на 2010-07-15. Получено 2010-04-25.
  8. ^ Падуя, Дэвид (февраль 2000 г.). "Компилятор FORTRAN I" (PDF). Вычислительная техника в науке и технике. 2 (1): 70–75. Дои:10.1109/5992.814661. Получено 7 ноября 2019.
  9. ^ Юджин Ло (18 июня 2010 г.). «Идеальный язык программирования HPC». Очередь. Ассоциация вычислительных машин. 8 (6).
  10. ^ «HPL - переносимая реализация высокопроизводительного теста Linpack для компьютеров с распределенной памятью». Получено 2015-02-21.
  11. ^ Хоппер (1978) стр. 16.
  12. ^ Саммет (1969) стр. 316
  13. ^ Саммет (1978) стр. 204.
  14. ^ Гордон, Майкл Дж. К. (1996). «От LCF к HOL: краткая история» (PDF). п. 3. Получено 2015-05-04. Эдинбургский LCF, включая интерпретатор ML, был реализован на Lisp.
  15. ^ Манджу, Фархад (29 июля 2020 г.). "Откуда вы знаете, что это написал человек?". Нью-Йорк Таймс. ISSN  0362-4331. Получено 4 августа, 2020.
  16. ^ TIOBE (25 мая 2018 г.). «Индекс TIOBE, 100 лучших языков программирования согласно индексу TIOBE». www.tiobe.com. TIOBE_index.
  17. ^ "Octoverse 2018 на GitHub". Архивировано из оригинал на 2019-03-22.
  18. ^ Рохас, Рауль; Хашаген, Ульф (2002). Первые компьютеры: история и архитектура. MIT Press. п. 292. ISBN  978-0262681377. Получено 25 октября, 2013.

дальнейшее чтение

  • Розен, Саул, (редактор), Системы программирования и языки, Макгроу-Хилл, 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. Дои:10.1145/361454.361485. S2CID  2003242.
  • Ричард Л. Вексельблат (ред.): История языков программирования, Академическая пресса 1981.
  • Томас Дж. Бергин и Ричард Г. Гибсон (редакторы): История языков программирования, Аддисон Уэсли, 1996.

внешняя ссылка