Области применения языков программирования

Что такое язык программирования

С помощью привычного языка люди общаются между собой, пишут тексты и сообщения. В программировании язык играет роль средства коммуникации между пользователем и компьютерной техникой. В процессе составления выражений в этом случае используют лексические формы:

• слова;
• функции;
• операторы.

Перечисленные элементы лексики обладают однозначным смыслом, который способен распознать компьютер. В этом состоит понятие семантики. В качестве примера можно рассмотреть программу, сформулированную с помощью языка JavaScript:

 

Источник: skillbox.ru

На изображении первым словом является «alert», то есть лексика. Это способ обработки текстовой информации. Синтаксические правила здесь представлены выражениями, которые заключены в одинарные кавычки, скобки, дополнены точкой с запятой. Итоговый результат называют семантикой. Подробный и корректный инструктаж позволяет компьютеру вывести на экран всплывающее окно, которое дополнено кнопкой и надписью с сообщением: «Это программа на JavaScript». Пример изображен ниже:

Источник: skillbox.ru

Виды языков программирования

Языки, которые используют в своей работе разработчики, для удобства классифицированы. Существует несколько методик формирования групп и категорий. Наиболее распространена классификация языковых инструментов по характеру аппаратного устройства:

• низкий уровень;
• высокий уровень.

В зависимости от правил программирования выделяют следующие группы языков:

• процедурные;
• непроцедурные;
• объектно-ориентированные.

Если ориентироваться на класс задач, которые решает программное обеспечение, то следует использовать следующий метод классификации языков:

• универсальные;
• специализированные.

Существуют также категории написания программ:

• логическое;
• функциональное;
• объектно-ориентированное.

Программные языки различают по типам:

• кроссплатформенные;
• нативные.

Первые три группировки программных языков используют чаще всего, поэтому следует перейти к рассмотрению этих традиционных категорий. С помощью ознакомления с принципами перечисленных классификаций специалисты упрощают для себя задачу по выбору оптимального языка для максимально эффективной реализации тех или иных проектов.

Уровень зависимости

Языки, которые относятся к низкому уровню, называют машинно-ориентированными. В их числе команды и сведения основаны на особенностях компьютерной архитектуры. Такие инструменты программирования активно используют в области разработки программного обеспечения. Специфика языков низкого уровня заключается в ориентации на определенный вид устройства. В результате созданный контент невозможно применять к платформе, если при написании не планировалось работать с ней.

Низкоуровневые языки программирования не сопровождаются проблемами в процессе интерпретацией компьютером. С другой стороны, простому обывателю подобные команды и сообщения понять достаточно трудно. Это связано с тем, что в основе таких языковых инструментов двоичные коды. В качестве примера можно привести язык программирования Assembler.

Языки программирования из категории высокого класса называют машинно-независимыми. Такие языковые инструменты применимы к разнообразным устройствам неодинаковых видов. Высокоуровневые языки более доступны по сравнению с аналогами из низкого класса. В данном случае ярким примером такого инструментария для написания программ является первый язык высокого уровня под названием Fortran.

Особенности разработки

Исходя из этого критерия, различают следующие типы программирования:

• процедурный;
• непроцедурный;
• объектно-ориентированный.

В первом случае процесс написания программного кода характеризуется такими специфическими особенностями, как:

• в основе изменение состояния компьютера, а именно, ячеек памяти, процессора;
• информационный менеджмент реализован по определенному алгоритму;
• инструкции играют роль ориентира при выполнении операций;
• наличие строгой структуры приложений.

Эффективность непроцедурное программирование демонстрирует при необходимости в поиске больших объемов данных. Данный метод применяют, когда требуется перевести и распознать образы, то есть в случае отсутствия возможностей для формирования точного решения. При непроцедурном написании программ решения базируются на встроенном интерпретаторе. В процессе используют языки логического и функционального программирования.

С помощью средств объектно-ориентированного способа написания программ в настоящее время создают большое количество разнообразных вариаций программного обеспечения. Такая концепция основана в прошлом столетии. К ней причисляют программные языки, определяющие объекты, функционирующие с классами и обладающие абстрактными сведениями. Ключевые принципы:

• наследование;
• инкапсуляция;
• абстракция.

Готовое приложение представляет собой связанные объекты. Продукт базируется на взаимной связи компонентов на экране, а не на логике в чистом виде.

Классификация задач

Согласно озвученному критерию, среди программных языков выделяют универсальные и специализированные. В первом случае с помощью языков решают различные вопросы и трудности. Подобные инструменты направлены на реализацию задач в следующих направлениях:

• веб-разработка;
• игровая индустрия;
• написание приложений для бизнес-среды;
• прочие сферы.

Специализированные языки, на которых пишут программное обеспечение, ориентированы на решение специфических и профильных задач, характерных для конкретной области предметных знаний. На сегодняшний день большой популярностью пользуются языковые инструменты, используемые в следующих направлениях:

• web-программирование;
• скрипты;
• разметка;
• гипертекст;
• мобильные платформы.

Как правило, специализированные языковые пакеты позволяют создавать компактные дополнительные приложения для решения задач разного масштаба и характера.

Общая характеристика языков программирования

С разной степенью зависимости языки программирования по правилам логики включают в себя несколько основных компонентов:

1. Алфавит. В данном случае этот элемент составляют символы, которые, сочетаясь между собой, формируют разнообразные языковые конструкции.
2. Синтаксис. Под этим термином понимают комплекс правил, регламентирующих процесс записи функций, команд, прочих конструкций на языке программирования.
3. Семантика. Рассматриваемый элемент состоит из правил, по которым необходимо идентифицировать смысл и обработать определенные приложением конструкции.

Еще одной важной составляющей логического программирования являются словари. Под этим определением понимают слова, которые применяют нетривиальным способом. Такие конструкции используют в некоторых случаях для реализации четко сформулированного назначения. В качестве примеров можно привести printf, if, input.

Области применения

В современной IT-индустрии существует около 10 тысяч программных языков. Определенные языковые инструменты постоянно применяют с целью реализации конкретных функций и решения стандартных задач. Прочие языки предназначены для разработки новых проектов или не несут в себе особого смысла. В отдельную категорию выделяют языковые средства, демонстрирующие максимальную эффективность на практике и широкий охват решаемых вопросов.

Мобильная разработка

Разработчики мобильных приложений для операционной системы Android несколько ограничены в выборе языковых инструментов. Как правило, специалисты работают с Java. В процессе реализации проектов требуется применять на практике знания профильной среды Android Studio. Более сложные продукты создают по средствам Kotlin.

Из достаточно небольшого перечня языков можно выбрать необходимые инструменты для разработки мобильных приложений под требования операционной системы iOS. В основном работы выполняют с применением профильного языка Apple под названием Swift. В данном случае применение языковых инструментов другого типа с аналогичными библиотеками не оправдано с практической точки зрения.

Веб-разработка

Если сравнивать с другими направлениями, то веб-программирование обладает самой низкой степенью сложности. Исходя из этого, для такого формата работы характерно большое количество разнообразных языков. Наиболее популярные из них:

1. JavaScript.
2. HTML.
3. CSS.

С целью осуществления полной разметки интернет-платформы, выявления расположения объектов и использования стилей разработчики обращаются к языкам CSS и HTML. При работе над сайтами не обойтись без более сложного и требовательного языкового средства  JavaScript. Выбор в пользу того или иного инструментария определяется характером решаемых задач. Библиотеки, которые подходят для Front-end:

• Angular;
• React JS;
• Vue JS;
• jQuery.

Библиотеки для Back-end или серверной части:

• Ruby;
• C++;
• PHP;
• Python;
• Go;
• Java.

Стоит отметить, что JavaScript по праву считают незаменимым инструментом разработчика веб-продуктов. Однако знания программного кода необходимо сочетать с умением работать с технологией Node JS. В состав стандартного комплекта инструментария включены PHP, Python и Java.

Разработка игр

Задача по созданию игровых продуктов существенно упрощается при наличии работоспособного движка. Разработчики используют в процессе реализации проектов под игры языки низкого уровня, для которых характерна максимальная скорость исполнения. В распространенных случаях применяют языковые инструменты:

1. Си.
2. С++.
3. C#.

В процессе подбора оптимального движка специалисты ориентируются на характер и сложность поставленных задач. К примеру, если есть потребность в качественной 2D или 3D графике, целесообразно выбрать Unity. Масштабные проекты сверстаны, как правило, на CryEngine или Unreal Engine. Доступны следующие тандемы языков и движков:

• Unreal Engine и С++;
• Unity и C#;
• Godot и Python.

Разработка настольных приложений

Программное обеспечение для компьютерной техники разрабатывают с помощью определенных языков программирования. При выборе необходимо учитывать тип операционной системы, к примеру:

1. Linux или Windows: подойдет Си, С++, C#, универсальный Java.
2. Mac: Си, Swift, Java.

В последнем случае самым оптимальным решением является Swift. Тогда не возникнет проблем и сложностей при  разработке программного обеспечения.  В случае с Windows в распространенных ситуациях разработчики используют С++, который также упрощает задачу создания продукта.  Глубокого изучения потребуют языки Си и C#, но на практике результат оправдает ожидания. Под универсальные проекты применяют Java.