Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Современные языки программирования. Основные понятия программирования.

Содержание:

Введение

Прогресс компьютерных технологий определил процесс появления новых разнообразных знаковых систем для записи алгоритмов – языков программирования. Смысл появления такого языка – оснащенный набор вычислительных формул дополнительной информации, превращает данный набор в алгоритм.

Язык программирования служит двум связанным между собой целям: он дает программисту аппарат для задания действий, которые должны быть выполнены, и формирует концепции, которыми пользуется программист, размышляя о том, что делать. Первой цели идеально отвечает язык, который настолько "близок к машине", что всеми основными машинными аспектами можно легко и просто оперировать достаточно очевидным для программиста образом. Второй цели идеально отвечает язык, который настолько "близок к решаемой задаче", чтобы концепции ее решения можно было выражать прямо и коротко.

Связь между языком, на котором мы думаем/программируем, и задачами, и решениями, которые мы можем представлять в своем воображении, очень близка. По этой причине ограничивать свойства языка только целями исключения ошибок программиста в лучшем случае опасно. Как и в случае с естественными языками, есть огромная польза быть, по крайней мере, двуязычным. Язык предоставляет программисту набор концептуальных инструментов, если они не отвечают задаче, то их просто игнорируют. Например, серьезные ограничения концепции указателя заставляют программиста применять вектора и целую арифметику, чтобы реализовать структуры, указатели и т.п. Хорошее проектирование и отсутствие ошибок не может гарантироваться чисто за счет языковых средств.

В связи с большим и быстрым распространением новых технологий данная тема исследования является актуальной как теоретически, так и практически.

Целью данной работы является изучение динамики роста разнообразия языков. Задачи: дифференциация исследуемого массива современных языков по свойствам, выявление преимуществ.

Глава 1. Основные понятия программирования. История развития

1.1. История развития программы

Начать разговор о современных языках программирования невозможно без упоминания об истории развития. Истоки программирования состоялись в установке ключевых переключателей на передней панели вычислительного устройства. Очевидно, таким способом можно было составить только небольшие программы. С развитием компьютерной техники появился машинный язык, с помощью которого программист мог задавать команды, оперируя с ячейками памяти, полностью используя возможности машины. Однако использование большинства компьютеров на уровне машинного языка затруднительно, особенно это касается ввода-вывода. Поэтому от его использования пришлось отказаться. Например, для организации чтения блока данных с гибкого диска программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п. Когда выполнение операции с диском завершается, контроллер возвращает 23 значения, отражающие наличие и типы ошибок, которые надо анализировать. «Слова» на машинном языке называются инструкции, каждая из которых представляет собой одно элементарное действие для центрального процессора, такое, например, как считывание информации из ячейки памяти. Каждая модель процессора имеет свой собственный набор машинных команд, хотя большинство из них совпадает. Если Процессор А полностью понимает язык Процессора Б, то говорится, что Процессор А совместим с Процессором Б. Процессор Б будет называться не совместимым с Процессором А если А имеет команды, не распознаваемые Процессором Б. В случае, когда нужно иметь эффективную программу, вместо машинных языков используются близкие к ним машинно-ориентированные языки — ассемблеры. Люди используют мнемонические команды взамен машинных команд.

Но даже работа с ассемблером достаточно сложна и требует специальной подготовки. Например, для процессора Zilog Z80 машинная команда 00000101 предписывает процессору уменьшить на единицу свой регистр B. На языке ассемблера это же будет записано как DEC B.

1.2. Стандартизация языков программирования

Концепция языка программирования неотрывно связана с его реализацией. Для того чтобы компиляция одной и той же программы различными компиляторами всегда давала одинаковый результат, разрабатываются стандарты языков программирования. Существует ряд организаций, целенаправленно занимающихся вопросами стандартизации. Это Американский национальный институт стандартов ANSI (American National Standards Institute), Институт инженеров по электротехнике и электронике IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers), Организация международных стандартов ISO (International Organization for Standardization).

Как правило, при создании языка выпускается частный стандарт, определяемый разработчиками языка. Если язык получает широкое распространение, то со временем появляются различные версии компиляторов, которые не точно следуют частному стандарту. В большинстве случаев идет расширение зафиксированных первоначально возможностей языка. Для приведения наиболее популярных реализаций языка в соответствие друг с другом разрабатывается согласительный стандарт. Очень важным фактором стандартизации языка программирования является своевременность появления стандарта – до широкого распространения языка и создания множества несовместимых реализаций. В процессе развития языка могут появляться новые стандарты, отражающие современные нововведения. Так, язык FORTRAN первоначально был стандартизирован в 1966 году. В результате был издан стандарт FORTRAN 66. Далее этот стандарт несколько раз пересматривался (в 1977 году был выпущен FORTRAN 77, затем появился и FORTRAN 90).

Язык Java, например, постепенно был значительно расширен и модифицирован: новая спецификация получила название Java 2.

В процессе развития языка некоторые его конструкции и функции устаревают. Однако с целью обратной совместимости новые версии должны поддерживать и все устаревающие возможности. Это ведет к "разбуханию" компиляторов. В последнее время в реализациях введено понятие не рекомендуемой и устаревшей возможности. В первом случае следующий стандарт еще будет поддерживать не рекомендуемую возможность, но может перевести ее в категорию устаревшей. Во втором случае стандарт может исключить поддержку возможности, объявленной ранее как устаревшая. Введение не рекомендуемых и устаревших возможностей предоставляет разработчикам временной интервал, в течение которого они могут модифицировать код в соответствии с новыми требованиями стандарта.

Глава 2. Основные языки программирования. Сравнительная характеристика. Будущее языков. Возможности их реализации

2.1. Предварительная оценка развития языков

Для того, чтобы ответить на задачи данной курсовой необходимо увидеть в сравнении недостатки и положительные моменты основных языков.

Язык программирования C++

англ. C++) — компилируемый статически типизированный язык программирования общего назначения. Поддерживает разные парадигмы программирования, но, в сравнении с его предшественником — языком Си, — наибольшее внимание уделено поддержке объектно-ориентированного и обобщённого программирования. Название «Си++» происходит от Си, в котором унарный оператор ++ обозначает инкремент переменной.В 1990-х годах язык стал одним из наиболее широко применяемых языков программирования общего назначения. При создании Си++ стремились сохранить совместимость с языком Си. Большинство программ на Си будут исправно работать и с компилятором Си++. Си++ имеет синтаксис, основанный на синтаксисе Си.

Достоинства и недостатки языка: прежде всего, необходимо подчеркнуть, что оценивать достоинства и, в особенности, недостатки С++ необходимо в контексте тех принципов, на которых строился язык, и требований, которые к нему изначально предъявлялись.

Достоинства: C++ — чрезвычайно мощный язык, содержащий средства создания эффективных программ практически любого назначения, от низкоуровневых утилит и драйверов до сложных программных комплексов самого различного назначения. В частности:

Высокая совместимость с языком С, позволяющая использовать весь существующий С-код (код С может быть с минимальными переделками скомпилирован компилятором С++; библиотеки, написанные на С, обычно могут быть вызваны из С++ непосредственно без каких-либо дополнительных затрат, в том числе и на уровне функций обратного вызова, позволяя библиотекам, написанным на С, вызывать код, написанный на С++).
Поддерживаются различные стили и технологии программирования, включая традиционное директивное программирование, ООП, обобщенное программирование, метапрограммирование (шаблоны, макросы).
Имеется возможность работы на низком уровне с памятью, адресами, портами.
Возможность создания обобщённых контейнеров и алгоритмов для разных типов данных, их специализация и вычисления на этапе компиляции, используя шаблоны.
Кроссплатформенность. Доступны компиляторы для большого количества платформ, на языке C++ разрабатывают программы для самых различных платформ и систем.
Эффективность. Язык спроектирован так, чтобы дать программисту максимальный контроль над всеми аспектами структуры и порядка исполнения программы.

Недостатки: отчасти недостатки C++ унаследованы от языка-предка — Си, — и вызваны изначально заданным требованием возможно большей совместимости с Си. Это такие недостатки, как:

Синтаксис, провоцирующий ошибки:
Препроцессор, унаследованный от С, очень примитивен.
Плохая поддержка модульности (по сути, в классическом Си модульность на уровне языка отсутствует, её обеспечение переложено на компоновщик). Подключение интерфейса внешнего модуля через препроцессорную вставку заголовочного файла (#include) серьёзно замедляет компиляцию при подключении большого количества модулей (потому что результирующий файл, который обрабатывается компилятором, оказывается очень велик)..
Язык программирования C# (Sharp)

C# (произносится си-шарп) — объектно-ориентированный язык программирования. Разработан в 19982001 годах группой инженеров под руководством Андерса Хейлсберга в компании Microsoft как основной язык разработки приложений для платформы Microsoft .NETКомпилятор с C# входит в стандартную установку самой .NET, поэтому программы на нём можно создавать и компилировать даже без инструментальных средств, вроде Visual Studio. C# относится к семье языков с C-подобным синтаксисом, из них его синтаксис наиболее близок к C++ и Java. Язык имеет статическую типизацию, поддерживает полиморфизм, перегрузку операторов (в том числе операторов явного и неявного приведения типа), делегаты, атрибуты, события, свойства, обобщённые типы и методы, итераторы, анонимные функции с поддержкой замыканий, LINQ, исключения, комментарии в формате XML. Переняв многое от своих предшественников — языков C++, Java, Delphi, Модула и Smalltalk — С#, опираясь на практику их использования, исключает некоторые модели, зарекомендовавшие себя как проблематичные при разработке программных систем: так, C# не поддерживает множественное наследование классов (в отличие от C++).

Особенности языка

C# разрабатывался как язык программирования прикладного уровня для CLR и, как таковой, зависит, прежде всего, от возможностей самой CLR. Это касается, прежде всего, системы типов C#, которая отражает BCL. Присутствие или отсутствие тех или иных выразительных особенностей языка диктуется тем, может ли конкретная языковая особенность быть транслирована в соответствующие конструкции CLR. Так, с развитием CLR от версии 1.1 к 2.0 значительно обогатился и сам C#; подобного взаимодействия следует ожидать и в дальнейшем. (Однако эта закономерность была нарушена с выходом C# 3.0, представляющим собой расширения языка, не опирающиеся на расширения платформы .NET.) CLR предоставляет C#, как и всем другим .NET-ориентированным языкам, многие возможности, которых лишены «классические» языки программирования. Например, сборка мусора не реализована в самом C#, а производится CLR для программ, написанных на C# точно так же, как это делается для программ на VB.NET, J# и др.

Версия 1.0

Проект C# был начат в декабре 1998 и получил кодовое название COOL (C-style Object Oriented Language). Версия 1.0 была анонсирована вместе с платформой .NET в июне 2000 года, тогда же появилась и первая общедоступная бета-версия; C# 1.0 окончательно вышел вместе с Microsoft Visual Studio .NET в феврале 2002 года.

Версия 2.0

Проект спецификации C# 2.0 впервые был опубликован Microsoft в октябре 2003 года2004 году выходили бета-версии (проект с кодовым названием Whidbey), C# 2.0 окончательно вышел 7 ноября 2005 года вместе с Visual Studio 2005 и .NET 2.0.

Версия 3.0

В июне 2004 года Андерс Хейлсберг впервые рассказал на сайте Microsoft о планируемых расширениях языка в C#3.0. В сентябре 2005 года вышли проект спецификации C# 3.0 и бета-версия C# 3.0, устанавливаемая в виде дополнения к существующим Visual Studio 2005 и .NET 2.0. Окончательно эта версия языка вошла в Visual Studio 2008 и .NET 3.5.

Версия 4.0

Превью C# 4.0 было представлено в конце 2008 года, вместе с CTP-версией Visual Studio 2010. Предполагается, что Visual Basic 10.0 и C# 4.0 будут выпущены в начале 2010 года, одновременно с выпуском Visual Studio 2010.

Язык программирования PHP

PHP (англ. PHP: Hypertext Preprocessor — «PHP: препроцессор гипертекста», англ. Personal Home Page Tools (устар.) — «Инструменты для создания персональных веб-страниц») — скриптовый языкпрограммирования общего назначения, интенсивно применяющийся для разработки веб-приложений. В настоящее время поддерживается подавляющим большинством хостинг-провайдеров и является одним из лидеров среди языков программирования, применяющихся для создания динамических веб-сайтов.

Область применения

программирования для Сети PHP — один из популярнейших скриптовых языков (наряду с JSP, Perl и языками, используемыми в ASP.NET) благодаря своей простоте, скорости выполнения, богатой функциональности, кроссплатформенности и распространению исходных кодов на основе лицензии PHP. Популярность в области построения веб-сайтов определяется наличием большого набора встроенных средств для разработки веб-приложений. Основные из них:

Автоматическое извлечение POST и GET-параметров, а также переменных окружения веб-сервера в предопределенные массивы;
Файловые функции успешно обрабатывают как локальные, так и удаленные файлы;
Автоматическая отправка HTTP-заголовков;
Работа с cookies и сессиями;
Обработка файлов, загружаемых на сервер;
Работа с HTTP заголовками и HTTP авторизацией;
Работа с XForms;
Работа с удаленными файлами и сокетами

В настоящее время PHP используется сотнями тысяч разработчиков. Согласно рейтингу Tiobe, базирующемуся на данных поисковых систем, в декабре 2009 года PHP находится на 3 месте среди языков программирования (уступая Java и C), поднявшись за год на одну позицию. К крупнейшим сайтам, использующим PHP, Facebook, В контакте, Wikipedia.

Популярные веб-приложения

С использованием PHP разработано множество приложений, которые широко используются на различных сайтах, форумах и блогах. Наиболее известные из них — Wordpress, Drupal, Joomla, MediaWiki, phpBB.

Язык программирования Perl

Perl — высокоуровневый интерпретируемый динамический язык программирования общего назначения, созданный Ларри Уоллом, лингвистом по образованию. Название языка представляет собой аббревиатуру, которая расшифровывается как Practical Extraction and Report Language «практический язык для извлечения данных и составления отчётов». Первоначально аббревиатура состояла из пяти символов и в таком виде в точности совпадала с английским словом pearl,жемчужина. Но затем стало известно, что такой язык существует и букву «а» убрали. Талисманом языка Perl является верблюд — не слишком красивое, но очень выносливое животное, способное выполнять тяжёлую работу. Согласно Ларри Уоллу, Perl имеет два девиза. Первый — «There’s more than one way to do it» («Есть больше одного способа сделать это», также известный как TMTOWTDI); второй — «Easy things should be easy and hard things should be possible» («Простые вещи должны быть простыми, а сложные вещи — возможными»). Основной особенностью языка считаются его богатые возможности для работы с текстом, в том числе реализованные при помощи регулярных выражений. Перл унаследовал много свойств от языков Си, shell scriptawk. Perl также знаменит огромной коллекцией дополнительных модулейCPAN, находящейся по адресу http://www.cpan.org(англ.).

Текущая версия и разработка

Сегодня основной для разработчиков является пятая версия языка Perl, однако (на некоторых веб-серверах) продолжают использоваться программы (скрипты), написанные на предыдущей — четвёртой — версии (из-за частичной обратной несовместимости). Фактически стандарт языка определяется реализацией интерпретатора. С 2000 года идет разработка новой (6-ой) версии языка. В отличие от предыдущих версий, разработчики планируют создать четко определенный стандарт языка. В настоящее время существуют экспериментальные компиляторы Perl 6, но продолжается дальнейшая дискуссия о новых правилах. На русском языке информация о новой версии языка доступна на сайте http://perl6.ru/.

Языки программирования и оболочки со схожими технологиями

Perl — далеко не единственный язык, дающий богатые возможности в обработке текста. Языки программирования РЕФАЛ, Icon и Снобол предоставляют возможность использовать более полно метод программирования «сопоставления с образцом», частным случаем которого и являются регулярные выражения. Существует также полноценный shell, использующий в качестве основы язык Perl. Называется он psh и даёт возможность смешивать команды обычного шелла и самого Perl’а.

Язык программирования Delphi

Delphi (по-русски обычно произносят [дэ́льфи] или [дэ́лфи]) — интегрированная среда разработки ПО фирмы Borland. Delphi является средой RAD (от англ. rapid application development — быстрая разработка приложений).

CodeGear

Borland объявила о намерениях продать подразделения, занимающиеся средствами разработки и сервером баз данных InterBase, выделив их в дочернюю компанию CodeGear, которая 1 июля 2008 года была продана малоизвестной компании Embarcadero Technologies (англ.). Текущая, тринадцатая по счёту, версия носит название «Delphi 2010» и является частью продукта под названием «CodeGear RAD Studio 2010». В этой версии поддерживаются языки программирования Delphi и C++. Среда разработана в соответствии с концепцией визуального программирования. Библиотека визуальных объектов «Borland» получила название Visual Component Library (VCL).

Delphi for PHP

В марте 2007 года CodeGear выпустила среду разработки Delphi for PHP, предназначенную для разработки веб-приложений на языке программирования PHP. Теперь среда Delphi ориентирована не только на язык Delphi. Текущая версия Delphi for PHP — 2009.

Delphi for .NET

Delphi for .NET — среда разработки Delphi, а также язык Delphi, ориентированные на разработку приложений для .NET.

Первая версия полноценной среды Delphi для .NET — Delphi 8. Среда позволяет писать приложения только для .NET. В Delphi 2005 можно писать приложения для .NET, используя стандартную библиотеку классов .NET и VCL для .NET. Среда позволяет писать .NET-приложения на C#. Delphi 2005 также позволяет писать обычные приложения с использованием библиотек VCL и CLX. Delphi 8, 2005, 2006 используют Microsoft .NET Framework версии 1.1. Delphi for .NET 2007, включённая в состав CodeGear RAD Studio 2007, разработана для Microsoft .NET Framework 2.0.

Delphi 2010

25 августа 2009 года компания Embarcadero Technologies объявила о выпуске интегрированной среды разработки Embarcadero Rad Studio 2010, в которую вошла новая версия Delphi 2010.

Ruby (англ. ruby — рубин, произносится ['ru:bɪ] — ру́би) — динамический, рефлективный, интерпретируемыйвысокоуровневый язык программирования. Язык обладает независимой от операционной системы реализацией многопоточности, строгой динамической типизацией, сборщиком мусора и многими другими возможностями.

По особенностям синтаксиса он близок к языкам Perl и Eiffel, по объектно-ориентированному подходу — к Smalltalk. Также некоторые черты языка взяты из Python, Lisp, Dylan и Клу.

Кроссплатформенная реализация интерпретатора языка является полностью свободной.

Ruby — полностью объектно-ориентированный язык. В нём все данные являются объектами, в отличие от многих других языков, где существуют примитивные типы. Каждая функция — метод.

Ruby является мультипарадигменным языком: он поддерживает процедурный стиль (определение функций и переменных вне классов), объектно-ориентированный (всё — объект), функциональный (анонимные функции, замыкания, возврат значения всеми инструкциями, возврат функцией последнего вычисленного значения). Он поддерживает отражение, метапрограммирование, информацию о типах переменных на стадии выполнения.

Python; в русском языке распространено название пито́н ) — высокоуровневый язык программирования общего назначения, ориентированный на повышение производительности разработчика и читаемости кода. Синтаксис ядра Python минималистичен.

Python поддерживает несколько парадигм программирования, в том числе структурное, объектно-ориентированное, функциональное, императивное и аспектно-ориентированное.

Основные архитектурные черты — динамическая типизация, автоматическое управление памятью, полная интроспекция, механизм обработки исключений, поддержка многопоточных вычислений и удобные высокоуровневые структуры данных.

Python поддерживает динамическую типизацию, то есть тип переменной определяется только во время исполненияимеются встроенные типы: булевый, строка, Unicode-строка, целое число произвольной точности, число с плавающей запятой, комплексное число и некоторые другие. Из коллекций в Python встроены: список, кортеж (неизменяемый список), словарь, множество и другие. Все значения являются объектами, в том числе функции, методы, модули, классы.

Python построен вокруг объектно-ориентированной модели программирования. Реализация ООП в Python является элегантной, мощной и хорошо продуманной, но вместе с тем достаточно специфической по сравнению с другими объектно-ориентированными языками.

Возможности и особенности.

Классы являются одновременно объектами со всеми ниже приведёнными возможностями.

Наследование, в том числе множественное.

Полиморфизм (все функции виртуальные).

Инкапсуляция (два уровня — общедоступные и скрытые методы и поля). Особенность — скрытые члены доступны для использования и помечены как скрытые лишь особыми именами.

Специальные методы, управляющие жизненным циклом объекта: конструкторы, деструкторы, распределители памяти.

Перегрузка операторов (всех, кроме is, '.', '=' и символьных логических).

Свойства (имитация поля с помощью функций).

Управление доступом к полям (эмуляция полей и методов, частичный доступ, и т. п.).

Методы для управления наиболее распространёнными операциями (истинностное значение, len(), глубокое копирование, сериализация, итерация по объекту, …)

Метапрограммирование (управление созданием классов, триггеры на создание классов, и др.)

Полная интроспекция.

Классовые и статические методы, классовые поля.

Классы, вложенные в функции и классы.

Python поддерживает парадигму функционального программирования, в частности:

функция является объектом;

функции высших порядков;

рекурсия;

развитая обработка списков (списочные выражения, операции над последовательностями, итераторы);

аналог замыканий;

частичное применение функции;

возможность реализации других средств на самом языке (например, карринг).

JavaScript — прототипно-ориентированный сценарный язык программирования. Является реализацией языка ECMAScript (стандарт ECMA-262).

JavaScript обычно используется как встраиваемый язык для программного доступа к объектам приложений. Наиболее широкое применение находит в браузерах как язык сценариев для придания интерактивности веб-страницам.JavaScript используется в клиентской части веб-приложений: клиент-серверных программ, в котором клиентом является браузер, а сервером— веб-сервер, имеющих распределённую между сервером и клиентом логику,

также этот язык используется на стороне серевера, с применением дополнительных библиотек к языку, которые предоставляют большие возможности для разработки.

Основные архитектурные черты: динамическая типизация, слабая типизация, автоматическое управление памятью, прототипное программирование, функции как объекты первого класса.

JavaScript является объектно-ориентированным языком, но используемое в языке прототипирование обуславливает отличия в работе с объектами по сравнению с традиционными класс-ориентированными языками. Кроме того, JavaScript имеет ряд свойств, присущих функциональным языкам — функции как объекты первого класса, объекты как списки, карринг, анонимные функции, замыкания— что придаёт языку дополнительную гибкость.

Синтаксис языка JavaScript во многом напоминает синтаксис Си и Java, семантически же язык гораздо ближе к Self, Smalltalk или даже ЛиспуНесмотря на схожий с Си синтаксис, JavaScript по сравнению с языком Си имеет коренные отличия:

объекты, с возможностью интроспекции;
функции как объекты первого класса;
автоматическое приведение типов;
автоматическая сборка мусора;
анонимные функции.

В языке отсутствуют такие полезные вещи, как:

модульная система: JavaScript не предоставляет возможности управлять зависимостями и изоляцией областей видимости;

стандартная библиотека: в частности, отсутствует интерфейс программирования приложений по работе с файловой системой, управлению потоками ввода-вывода, базовых типов для бинарных данных;

стандартные интерфейсы к веб-серверам и базам данных;

система управления пакетами которая бы отслеживала зависимости и автоматически устанавливала их.

Rust (англ. rust — ржавчина, произносится [rʌst] — раст) — мультипарадигмальный компилируемый язык программирования общего назначения, спонсируемый Mozilla Research, поддерживающий функциональное программирование, модель акторов и процедурное программирование. Объектно-ориентированное программирование как таковое языком не поддерживается, но язык позволяет реализовать большинство понятий ООП при помощи других абстракций, например, типажей.

При разработке языка Rust разработчики сосредоточились на трёх задачах: безопасность, скорость и параллелизм. Он пригоден для системного программирования и сопоставим по скорости и возможностям с C++, однако даёт большую безопасность при работе с памятью, что обеспечивается механизмами ограничения

Особенности языка:

Сильная статическая типизация.
Обобщённое программирование с поддержкой параметрического полиморфизма.
Автоматический вывод типов для локальных переменных (при явном указании типов функций).
Поддержка единичных типов данных (англ. unit type), которые имеют ровно один экземпляр и не занимают места в памяти.

Примеры:

пустой кортеж ();

пустой массив (напр. [u8; 0]);

структура без полей (напр. struct Foo).

Поддержка пустых типов данных (англ. empty type), экземпляры которых не могут быть созданы. Реализованы в виде перечисляемых типов, не имеющих вариантов: enum Void {}.

Синтаксис Rust похож на Си и C++ с блоками кода, разделёнными фигурными скобками, и такими управляющими ключевыми словами, как if, else, while, и for; комментарии также пишутся в С-формате; имена модулей разделяются двумя символами двоеточия (::).

Swift — открытый мультипарадигмальный компилируемый язык программирования общего назначения. Создан компанией Apple в первую очередь для разработчиков iOS и OS X,совместим с основной кодовой базой Apple, написанной на Objective-C. Swift задумывался как более легкий для чтения и устойчивый к ошибкам программиста язык, нежели предшествовавший ему Objective-C[7]. Программы на Swift компилируются при помощи LLVM, входящей в интегрированную среду разработки Xcode 6 и выше

Swift заимствовал довольно многое из Objective-C, однако он определяется не указателями, а типами переменных, которые обрабатывает компилятор. По аналогичному принципу работают многие скриптовые языки. В то же время, он предоставляет разработчикам многие функции, которые прежде были доступны в C++ и Java, такие как определяемые наименования, так называемые обобщения и перегрузка операторов.

Часть функций языка выполняется быстрее по сравнению с другими подобными языками.

Код, написанный на Swift, может работать вместе с кодом, написанным на языках программирования C и Objective-C в рамках одного и того же проекта Перспективные языки программирования

Действительно ли нам нужны новые языки программирования? Безусловно, на данный момент их вполне достаточно. Среди разнообразия императивных, функциональных, объектно-ориентированных, динамических, компилируемых, интерпретируемых и скриптовых языков ни один разработчик не сможет познать все доступные на сегодняшний день возможности.

И всё же возникновение новых языков — явление довольно частое. Некоторые из них создаются студентами или любителями в качестве индивидуальных проектов, другие являются продуктами крупных производителей программного обеспечения. Даже небольшие и средние компании принимают участие в этом процессе, создавая языки для нужд своих отраслей. Так почему же люди продолжают изобретать велосипед снова и снова?

Дело в том, что, несмотря на мощность и многофункциональность популярных на данный момент языков, ни один синтаксис не является идеально универсальным. Более того, само программирование постоянно развивается. Распространение многоядерных процессоров, облачного программирования, мобильности, а также распределённых архитектур создали новые проблемы для разработчиков. Добавление поддержки самых последних функций, парадигм и шаблонов к уже существующим языкам, особенно наиболее популярным, может быть чрезмерно сложным. Иногда лучшим решением является начать с нуля.

Таким образом, ниже представлены 10 передовых языков программирования, каждый из которых рассматривает искусство разработки ПО с новой стороны, решая определённую проблему либо специфический недостаток языков, наиболее популярных на сегодняшний день. Некоторые из них являются уже законченными проектами, тогда как другие находятся лишь на ранних стадиях своего развития.

Вполне вероятно, что некоторые из них так и не обретут популярность, но любой из них может стать революционным достижением, которое окончательно изменит программирование — по крайней мере, до тех пор, пока не будут созданы новые языки.

Исследуемый язык программирования № 1: Dart

JavaScript хорош для добавления базовых элементов интерактивности веб-страницам, но когда код ваших веб-приложений состоит из тысяч строк, слабые места этого языка становятся заметны. Вот почему Google создала Dart — язык, который, как полагает компания, станет новым «родным» языком веб-программирования.

Как и в JavaScript, в Dart используются синтаксисы и ключевые слова, похожие на те, которые используются в языке C. Однако одним существенным различием является то, что в то время как JavaScript основывается на прототипах, объекты в Dart определяются с помощью классов и интерфейсов, как в C++ или Java. Также Dart позволяет программистам дополнительно задавать переменные со статическими типами. Идея заключается в том, чтобы сделать Dart таким же привычным, динамичным и гибким языком, как и JavaScript, который в то же время позволяет разработчикам писать коды, быстрые и лёгкие в выполнении, и в которых сложно сделать труднонаходимые ошибки.

Сегодня Dart мало где можно использовать. Он разработан для запуска либо на клиенте, либо на сервере (а-ля Node.js), но единственным способом запустить клиентскую версию Dart-кода является его кросскомпиляция в JavaScript. Однако и после этого он не будет запускаться во всех браузерах. Но так как Dart выпускается по бесплатной лицензии типа BSD, то любой продавец, который согласен с условиями Google, может свободно использовать этот язык в своих продуктах. Всё, что осталось сделать Google, — это убедить всю индустрию.

Исследуемый язык программирования № 2: Ceylon

Гэвин Кинг (Gavin King) отрицает тот факт, что Ceylon, разрабатываемый им язык в Red Hat, должен стать «убийцей Java». Кинг хорошо известен как создатель фреймворка объектно-реляционного отображения Hibernate для Java. Ему нравится Java, но он считает, что в нём ещё многое нужно улучшить.

Среди тех вещей, которые не устраивают Кинга в Java, находятся подробный синтаксис языка, отсутствие первоклассных функций и функций высшего порядка, а также недостаточная поддержка метапрограммирования. Особенно его огорчает отсутствие декларативного синтаксиса для определения структурированных данных, что, по словам Кинга, «приравнивает Java к XML». Ceylon нацелен решить все эти проблемы.

Кинг и его команда не планируют заново изобретать колесо. Никакой виртуальной Ceylon-машины не будет, Ceylon-компилятор будет выдавать java-байткод, который можно запустить на JVM. Но Ceylon будет больше, чем просто компилятор. Стратегической целью данного проекта является создание нового комплекта разработчика для Ceylon, который заменит Java, являющегося, по словам Кинга, «разбухшим», неуклюжим и до сих пор тщательно не модернизированным.

Это трудная задача, и пока что Red Hat не выпустил никаких утилит для Ceylon. Кинг говорит, что компилятор должен выйти в этом году. Но в ближайшее время не ждите какого-либо ПО, написанного на «100% чистом Ceylon».

Исследуемый язык программирования № 3: Go

Интерпретаторы, виртуальные машины, а также управляемые коды сегодня очень популярны. Неужели нам действительно нужен ещё один старомодный язык, который компилирует в «родные» двоичные коды? Команда инженеров Google — под руководством Роберта Гризмера (Robert Griesemer) и легенд Bell Labs Кена Томпсона (Ken Thompson) и Роба Пайка (Rob Pike) — говорит «да».

Go — язык программирования общего назначения, который подходит для всего: начиная от разработки приложений и заканчивая программированием систем. В этом смысле он больше похож на C или C++, чем на Java или C#. Однако как и последние языки, Go включает в себя такие современные функции, как очистка памяти от ненужных данных, отражение текущих процессов выполнения и поддержку параллельности.

Также важно то, что Go был создан для лёгкого программирования. Его основной синтаксис похож на C, однако Go удаляет ненужный синтаксис и повторения во время оптимизации таких программ, как, к примеру, определение объектов. Целью команды Go было создание языка, на котором было бы удобно писать коды, как и на динамическом языке сценариев, но который в то же время обладал мощью компилируемого языка.

Над Go ещё работают, и спецификация языка ещё может быть изменена. Тем не менее, работать с ним можно уже сейчас. Google создала утилиты и компиляторы, к которым прилагается подробная документация. К примеру, в учебном руководстве Effective Go хорошо показаны отличия Go от предыдущих языков.

Исследуемый язык программирования № 4: F#

Функциональное программирование давно пользуется популярностью у программистов и академиков, но чисто функциональные языки, такие как Lisp и Haskell, часто считаются непригодными для разработки реального ПО. Одной из наиболее распространённых причин является то, что код функционального вида очень сложно сочетать с кодом и библиотеками, написанными на императивных языках, к примеру, на C++ или Java.

Знакомьтесь, F# (произносится «Эф-шарп») — язык, разработанный Microsoft с целью объединения в себе функциональности и практичности. Так как F# является языком первого класса на виртуальной машине .Net CLR, он может поддерживать такие же библиотеки и функции, как и другие CLR языки, например, как C# и Visual Basic. Код F# чем-то похож на код OCaml, но содержит свой собственный интересный синтаксис. Например, для облегчения проведения научных расчётов числовыми типами данных в F# могут являться единицы измерения. Также в F# имеются конструкции для облегчения асинхронных вводов/выводов, параллелизации ЦПУ и вывода процессов на графический процессор.

После длительного периода созревания в Microsoft Research, на сегодняшний день F# поставляется вместе с Visual Studio 2010. Что ещё лучше, но не характерно для корпорации, Microsoft создала F# компилятор и корневую библиотеку, доступную по открытой лицензии Apache. Вы можете начать работу с ним бесплатно и даже использовать его на системах Mac и Linux (с помощью Mono runtime).

Исследуемый язык программирования № 5: Opa

Веб-программирование — дело очень сложное. Даже самые простые веб-приложения состоят из бесконечных строк, написанных на нескольких языках: HTML и JavaScript для клиента, Java или PHP для сервера, SQL для базы данных и т.д.

Opa не заменяет ни один из этих языков по отдельности. Более того, он пытается заменить их все сразу, представляя собой совершенно новую парадигму в веб-программировании. В Opa-приложении интерфейс пользователя клиента, логика сервера и база данных ввода-вывода написаны на одном языке, Opa.

Это достигается с помощью комбинации фреймворков со стороны клиента и сервера. Компилятор Opa решает, где должна быть запущена данная программа (на клиенте, сервере либо же и там, и там), и затем выполняет её код. Для клиентских программ он переводит Opa на соответствующий JavaScript код, в том числе и AJAX вызовы.

Естественно, с такого рода интегрированной системой в конце должно получиться что-то волшебное. Среда выполнения Opa объединяет собственный веб-сервер и систему управления базой данных, которые не могут быть заменены самостоятельными альтернативами. Как бы то ни было, это может быть не так уж и важно, учитывая возможность разработки современных веб-приложений, управляемых данными, с помощью всего лишь нескольких десятков строк кода. Opa поставляется бесплатно и на данный момент доступен для 64-х битных Linux и Mac OS X платформ, другие же порты пока разрабатываются.

Исследуемый язык программирования № 6: Fantom

Хотите создавать приложения для Java или .Net? Если Вы пишите на Fantom, то можете сделать выбор, а потом даже поменять платформы. Всё потому, что Fantom с самого начала создавался для кросс-платформенной мобильности. Проект Fantom состоит не только из компилятора, который может выводить байткод как для JVM или .Net CLI, но также из набора API, которые отделяют API Java и .Net и создают дополнительный уровень мобильности.

Планируется ещё больше увеличить мобильность Fantom. Уже доступен компилятор из Fantom в JavaScript, а в следующие цели могут входить проект компилятора LLVM, Parrot VM и Objective-C для iOS.

Однако мобильность — не вся суть Fantom. Оставаясь по своей природе похожим на C, он также должен улучшить языки, которые вдохновили разработчиков на его создание. Он пытается занять промежуточную позицию в некоторых наиболее спорных вопросах синтаксиса, таких как строгая или динамическая типизация, либо же при выборе между интерфейсами и классами. Он обладает дополнительным лёгким синтаксисом для объявления структур данных и сериализации объектов. Также он поддерживает встроенное функциональное программирования и параллелизм.

Fantom распространяется бесплатно в соответствии с Academic Free License 3.0 и доступен для Windows и Unix-подобных платформ (в том числе и Mac OS X).

Исследуемый язык программирования № 7: Zimbu

Большинство языков программирования заимствуют функции и синтаксис из ранее существовавших языков. Zimbu взял по кусочку почти из каждого. Детище Брэма Мооленаара (Bram Moolenaar), создателя текстового редактора Vim, Zimbu намерен стать быстрым, точным, портативным и лёгким для чтения языком, который может быть использован для разработки чего угодно: от GUI-приложений до ядер ОС.

Благодаря своему смешанному характеру, синтаксис Zimbu уникален и специфичен, но в то же время обладает большим количеством функций. Он использует выражения и операторы, похожие на те, которые используются в C, но со своими ключевыми словами, типами данных и блочными структурами. Он поддерживает управление памятью, потоки и конвейеры.

Единственной проблемой является портативность. Хотя Zimbu и является компилируемым языком, его компилятор выдаёт ANSI C код, а двоичные файлы могут быть созданы лишь на платформах со встроенным C-компилятором.

К сожалению, проект Zimbu находится на стадии разработки. Компилятор и несколько программ-примеров могут быть созданы самостоятельно, но не весь действительный Zimbu-код будет компилироваться и выполняться должным образом. Не все заявленные функции ещё разработаны, а некоторые из уже представленных работают некорректно. Спецификация языка также, возможно, со временем изменится: по мере необходимости добавятся ключевые слова, типы и синтаксис. Следовательно, документация также ещё неполная. Однако если Вы хотите попробовать, предварительные утилиты уже доступны по лицензии Apache.

Исследуемый язык программирования № 8: X10

Когда-то параллельная обработка данных была специализированной нишей разработки ПО, но с распространением многоядерных процессоров и распределённых вычислений, параллелизм обрёл популярность. К сожалению, нынешние языки программирования не успевают за этой тенденцией. Именно поэтому IBM Research создаёт X10 — язык, созданный специально для современных параллельных архитектур, который нацелен на увеличение производительности разработчиков «в десять раз».

Параллелизм в X10 возможен благодаря PGAS модели программирования (модели разделённого глобального адресного пространства). Код и данные выделяются в блоки и распределяются по разным «пространствам», тем самым облегчая шкалирование программы от однопотокового прототипа (одно пространство) до многопотокового, выполняемого на одном или более многоядерном процессоре (несколько пространств) в высокопроизводительном кластере.

Код X10 больше всего похож на Java. По сути, среда выполнения X10 доступна как в качестве встроенных исполнимых файлов, так и как классовые файлы для JVM. Компилятор X10 может выдавать исходные коды либо на C++, либо на Java. В будущем планируется разработать прямую совместимость с Java.

А пока язык развивается, хотя он уже довольно разработан. Компилятор и среда выполнения доступны для различных платформ, в том числе Linux, Mac OS X и Windows. В качестве дополнительных утилит выступают интерактивная среда разработки (IDE), основанная на Eclipse, и отладчик, которые распространяются по лицензии Eclipse Public License.

Исследуемый язык программирования № 9: haXe

Многие языки можно использовать для написания переносимого кода. C-компиляторы доступны практически для всех ЦПУ архитектур, а Java-байткод будет выполняться везде, где есть JVM. Но haXe (произносится как «хекс») является более чем просто переносимым. Это мультиплатформенный язык, который может использоваться в различных операционных средах, начиная от встроенных двоичных систем до интерпретаторов и виртуальных машин.

На данный момент разработчики могут писать программы на haXe, затем компилировать их в объектный код, JavaScript, PHP, Flash/ActionScript или байткод NekoVM. Дополнительные модули для компилирования C# и Java находятся в разработке. Дополнением к базовому языку является стандартная библиотека haXe, которая одинаково работает с любым объектом, а также специализированные библиотеки для выполнения характерных функций каждой из платформ.

Синтаксис haXe похож на C и обладает богатым набором функций. Главным преимуществом является способность устранения проблем, свойственных каждой из платформ. К примеру, в haXe строгая типизация используется там, где она не используется в JavaScript; к ActionScript добавляются параметры настройки и выведение типа; также полностью исключается плохо разработанный, непродуманный синтаксис PHP.

Несмотря на то, что haXe всё ещё находится в разработке, он уже используется в коммерческих целях своим создателем, игровой студией Motion Twin, так что всё серьёзно. Он доступен для Linux, Mac OS X и Windows по комбинации бесплатных лицензий.

Исследуемый язык программирования № 10: Chapel

В мире высокопроизводительных вычислений редкие имена звучат громче, чем Cray. Никого не должно удивлять то, что Chapel, первый язык программирования, созданный Cray, был разработан с учётом суперкомпьютерных вычислений и кластеризации.

Chapel является частью программы Cray Cascade Program, масштабного проекта по высокопроизводительным вычислениям, частично профинансированного американским Управлением перспективных исследовательских программ в области обороны (DARPA). Среди целей данного проекта находятся отделение алгоритмов параллельной обработки от используемого оборудования, улучшение их производительности на архитектурах и увеличение портативности параллельных программ.

Синтаксис Chapel составлен из синтаксисов нескольких языков. В дополнение к наиболее часто используемым (C, C++, Java), в нём заимствованы понятия из таких языков научного программирования, как Fortran и Matlab. На его функции параллельной обработки данных повлияли ZPL и High-Performance Fortran, а также предыдущие проекты Cray.

Одной из наиболее притягательных функций Chapel является его поддержка «программирования с переменным разрешением», что позволяет разработчикам создавать приложения с очень абстрактным кодом и делать дополнения по мере того, как реализация становится более определённой.

Работа над Chapel продолжается. На данный момент он может быть запущен на суперкомпьютерах Cray и различных высокопроизводительных кластерах, но его можно портировать на большинство систем типа Unix (в том числе на Mac OS X и Windows с помощью Cygwin). Исходный код доступен по бесплатной лицензии типа BSD.

Заключение

В настоящее время сложно определится с каким-то из направлений в программировании из-за разной направленности. Множество информационных источников делают свои выводы по данному вопросу. Наука программирования стремительно развивается.

Более влиятельный из них индекс TIOBE, оценивающий популярность языков программирования, на основе подсчета результатов поисковых запросов, содержащих название языка (запрос вида +"<language> programming").

По данным индекса, в этом месяце Swift впервые входит в топ-10 индекса TIOBE. Около 3 лет назад Apple объявила, что заменит свой «древний» родной язык разработки мобильных приложений Objective-C своим новорожденным языком под названием Swift. С самого начала ожидания были высокими, но усыновление прошло медленно. Это по тем или иным причинам, потому что установленная база кода Objective-C довольно велика. Новые приложения пишутся в Swift, тогда как старые приложения, написанные в Objective-C, не активно переносятся на Swift. Это также то, что мы наблюдаем на сайтах клиентов. Поскольку Swift в основном предназначен для написания приложений в экосистеме Apple, ожидается, что он не будет расти гораздо дальше.

Индекс сообщества программирования TIOBE является показателем популярности языков программирования. Индекс обновляется один раз в месяц. Рейтинги основаны на количестве квалифицированных инженеров во всем мире, курсов и сторонних поставщиков. Для расчета рейтингов используются популярные поисковые системы, такие как Google, Bing, Yahoo !, Wikipedia, Amazon, YouTube и Baidu. Важно отметить, что индекс TIOBE не соответствует лучшему языку программирования или языку, на котором написано большинство строк кода.

Индекс может быть использован для принятия стратегического решения о том, какой язык программирования следует использовать при создании новой программной системы.

Таблица 1: «Индекс TIOBE за март 2017 года»

Март 2017	Март 2016	Движения	Язык программирования	Рейтинг	Изменения
1	1	б/и	Java	16.384%	-4.14%
2	2	б/и	C	7.742%	-6.86%
3	3	б/и	C++	5.184%	-1.54%
4	4	б/и	C#	4.409%	+0.14%
5	5	б/и	Python	3.919%	-0.34%
6	7		Visual Basic .NET	3.174%	+0.61%
7	6		PHP	3.009%	+0.24%
8	8	б/и	JavaScript	2.667%	+0.33%
9	11		Delphi/Object Pascal	2.544%	+0.54%
10	14		Swift	2.268%	+0.68%
11	9		Perl	2.261%	+0.01%
12	10		Ruby	2.254%	+0.02%
13	12		Assembly language	2.232%	+0.39%
14	16		R	2.016%	+0.73%
15	13		Visual Basic	2.008%	+0.33%
16	15		Objective-C	1.997%	+0.54%
17	48		Go	1.982%	+1.78%
18	18	б/и	MATLAB	1.854%	+0.66%
19	19	б/и	PL/SQL	1.672%	+0.48%
20	26		Scratch	1.472%	+0.70%

В науке о программировании есть фундаментальная составляющая, но определить её не просто. Некоторые считают, что не так важно, какой язык программирования взять: нужно учить не языку программирования, а методам программирования и системному подходу решения задач. Нужно развивать алгоритмическое мышление и на примерах знакомиться с принципами построения современных компьютерных систем. Неужели действительно не так важно, какая среда и какой конкретный язык программирования будет использован на практике.

В данной курсовой работе были подробно рассмотрены все аспекты современных языков программирования. Целью работы был анализ перспектив и возможностей реализации идей в программировании. В данной работе были подробно рассмотрены профессиональные задачи, изложенные в структурной форме. Наиважнейшие данные представлены в полном объеме.

Список использованных источников

http://www.infoworld.com/article/2618168/application-development/10-programming-languages-that-could-shake-up-it.html
http://www.tiobe.com/tiobe-index/
Б. Страуструп. Язык программирования C++ = The C++ Programming Language / Пер. с англ. -- 3-е изд. -- СПб.; М.: Невский диалект -- Бином, 1999. -- 991 с. -- 3000 экз. -- ISBN 5-7940-0031-7 (Невский диалект), ISBN 5-7989-0127-0 (Бином), ISBN 0-201-88954-4 (англ.)
Вольфенгаген В. Э. Конструкции языков программирования. Приёмы описания. -- М.: Центр ЮрИнфо Р, 2001. -- 276 с. -- ISBN 5-89158-079-9
Роберт У. Себеста. Основные концепции языков программирования = Concepts of Programming Languages / Пер. с англ. -- 5-е изд. -- М.: Вильямс, 2001. -- 672 с. -- 5000 экз. -- ISBN 5-8459-0192-8 (рус.), ISBN 0-201-75295-6 (англ.)