История развития и сравнительные характеристики алгоритмических языков программирования

Разработка первого компилятора языка высокого уровня началась в 1954 г. По прошествии двух лет был создан язык Fortran (от англ. FORmula TRANslator — переводчик формул).

Fortran (Фортран) относится к технологии процедурного программирования, которое требует детального описания решения задачи, т. е. формулировки алгоритма и его специальной записи. Основные понятия этих языков — оператор и данные. При процедурном подходе операторы объединяются в группы — процедуры.

В языке Фортран имелись средства, позволяющие упрощать разработку программ для решения математических задач. Тем не менее программирование на нем являлось непростой задачей: легко понимаемый в небольших программах, он становился трудночитаемым в больших по объему приложениях. Язык был популярным, выпущено много его версий. До сих пор Фортран используется в некоторых больших учебных и научных центрах.

После создания языков структурного программирования указанная проблема (проблема читабельности объемных программ) была решена. Основой структурного программирования является теорема о структурировании, сформулированная и доказанная К. Бёмом и Дж. Якопини^[1]. Из теоремы следует, что для любой сложной задачи блок-схему ее программы всегда можно представить с применением ограниченного числа элементарных управляющих структур (последовательность, ветвление, цикл).

Целью структурного программирования является выбор структуры программы путем разбиения исходной задачи на подзадачи. В этих языках интенсивно использовались возможности разбиения программы на составляющие элементы. Для этого были введены такие элементы, как программные блоки, независимые подпрограммы, поддержка рекурсии и локальных переменных, отсутствие оператора безусловного перехода (GoTo).

В течение небольшого времени (десятилетия) было разработано довольно много новых языков: Algol (1958) — для записи составленных из обособленных блоков алгоритмов; Cobol (1959, Кобол) — для обработки данных в сфере управления и бизнеса; Basic (1965, Бэйсик) — для обучения азам программирования, написания простых программ. Однако не все из них были структурированными.

Заслуживает внимания язык Pascal (1970), названный по имени Блеза Паскаля. Этот язык использовался как для обучения, так и для решения задач различной сложности. Язык Паскаль обладал хорошо выраженной структурированностью, что привело к его широкой распространенности. До сих пор его еще активно используют в учебных заведениях.

Успешным шагом в развитии структурного подхода стал появившийся в 1972 г. язык С. Он сочетал в себе достижения многих языков: относительную простоту изучения, структурированность, обширные возможности. Все это позволило ему завоевать широкое признание и стать одним из основных языков.

Несмотря на то, что структурное программирование продвинуло технологию создания программ, создавать сложные программы все еще было проблематично. Принципиальным решением этой проблемы стало непроцедурное программирование. К нему можно отнести декларативное и объектно-ориентированное программирование.

В 1970;х гг. были созданы основы новой технологии программирования — объектно-ориентированного программирования (ООП). Объектноориентированный язык базируется на создании и использовании множества независимых объектов, каждый из которых ведет себя подобно отдельному компьютеру. Объекты можно использовать в программах как «черные ящики», даже не зная их внутренние механизмы функционирования^[2].

Первым языком программирования, поддерживающим принципы объектной ориентированности, был язык Simula (Симула), который появился в 1967 г. В нем были предложены поистине революционные концепции: классы, объекты, виртуальные методы и т. д. Симула предназначалась для решения задач моделирования.

Языками, поддерживающими концепцию ООП, являются Visual Basic (VB), Object Pascal (Delphi), C++, C#.

При создании программы с использованием декларативного языка указываются исходные информационные структуры, их взаимосвязи и свойства результата. Понятие «оператор» («команда») в этих языках отсутствует. В декларативных языках можно выделить два семейства — логические и функциональные. Типичным представителем логических языков является Prolog (PROgramming in LOGic, Пролог), а функциональных — Lisp (Лисп).

Выбор языка программирования для решения той или иной задачи зависит от многих факторов. По всей видимости, лучший результат достигается при индивидуальном подходе, который учитывает его пригодность для данного класса задачи и типа компьютера, удобство и легкость использования, уровень и интересы программиста и т. д.

Например, если учитывать класс решаемой задачи, то можно привести следующую характеристику языков высокого уровня:

• • Бейсик широко используется при написании простых программ;
• • Фортран является классическим языком программирования для решения математических и инженерных задач;
• • язык Кобол предназначен для обработки данных в сфере управления и бизнеса;
• • Пролог — специализированный язык для разработки систем искусственного интеллекта.

• [1] Успенский В. А., Семенов А. Л. Теория алгоритмов: основные открытия и приложения.
• [2] Бадд Т. Объектно-ориентированное программирование в действии; Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных; Мельников П. Я, Миронова И. В., ШПолянская И. Ю. Практикумпо экономической информатике: учеб, пособие. В 3 ч. Ч. III. М.: Финансы и статистика;Перспектива, 2002; Назаров С. В., Мельников П. П. Программирование па MS VISUALBASIC. М.: Финансы и статистика. 2001.