Доклад-сообщение Языки программирования (описание для детей)

Доклады

• Доклады
• Информатика
• Языки программирования

Языки программирования – знаковые системы, которыми записываются программы, определяющие работу объектов программирования (станков, компьютеров, смартфонов). Для каждого языка программирования характерен свой синтаксис, определенный набор символов, определяется вид программы и действия, которые она выполняет. Основное отличие языка программирования от естественного языка состоит в том, что посредством него ведется управление машиной, а не передача информации от человека к человеку.

За все время существования программируемых машин было создано около девяти тысяч разнообразных языков. Некоторые из них становятся очень популярными, их изучают миллионы людей, другие же, наоборот, известны десяткам профессионалов. Чаще всего человек, работающий в сфере IT, знает около двух языков программирование, также существуют высококлассные специалисты, знающие больше пяти языков.

В 19 веке, еще до изобретения программируемых электронных приборов, были изобретены устройства, которые можно назвать программируемыми. Такие вещи как музыкальная шкатулка или механическое пианино, управлялись определенным набором инструкций, которые можно было назвать программами.

Первым высокоуровневым языком программирования стал план­кал­кюль (нем. Plankal­kül), он был предназначен уже для электронных машин.  На заре программирования все машины управлялись машинным кодом – последовательностью единиц и нулей.  С развитием техники развивались и языки программирования, они менялись, одни уходили в небытие, другие, наоборот появлялись.

Одним из наиболее популярных языков программирования является Паскаль. Он был назван в честь известного французского математика Блеза Паскаля, который изобрел машину, которая складывает числа.  Главной особенностью этого языка является его типизация, количество неоднозначностей в нем сведено к минимуму. Создатель этого языка, Никлаус Вирт, ставил обучение студентов структурированному программированию одной из задач создания языка. Модифицированные версии этого языка используются в машиностроении.

С++  является также строго типизированным языком программирования, особое место в нем занимает объектно-ориентированное программирование. Этот язык является усовершенствованной модификацией С для разработки масштабных приложений. С девяностых годов претендует на звание одного из наиболее широко используемых языков программирования. Последней версией этого языка является C++11.

Картинка к сообщению Языки программирования

Популярные сегодня темы

• Что такое деньги?

  Деньги – общепринятый предмет обмена на товар или услугу. У каждой купюры есть свой номинал, который обозначает меру стоимости чего-либо. Кроме того, деньги участвуют в универсальном обмене

• Ураганы

  Ураган — ветер, достигающий скорости более 30 м/с или 120 км/ч, обладающий большой разрушительной силой. Одна из мощнейших стихий на планете рождается в тропических зонах над прогретыми солнц

• Ракообразные

  Ракообразные относятся к подтипу жабродышащих. Этот представитель фауны довольно распространен в настоящее время. Класс ракообразных включает свыше 30000 видов животных.

• Наука Астрономия

  Наука, которая изучает космос, Вселенную, а также ее структуру, движение, пространство, происхождение и развитие небесных объектов и систем носит название астрономия.

• Членистоногие

  Членистоногие—группа животных численностью более 1 млн, включает в себя ракообразных, насекомых, многоножек и паукообразных. Членистоногие обитают в наземно-воздушной среде

• Глина полезное ископаемое

  Глина – древнейшее и, пожалуй, одно из самых распространенных полезных ископаемых, которое использовалось Человечеством на протяжении всей своей истории. Это мелкозернистая субстанция, сформи

Разделы

• Животные
• Растения
• Птицы
• Насекомые
• Рыбы
• Биология
• География
• Разные
• Люди
• История
• Окружающий мир
• Физкультура
• Астрономия
• Экология
• Физика
• Экономика
• Праздники
• Культура
• Математика
• Музыка
• Информатика

Современные языки программирования

Разработчики приложений идут в ногу со временем. Если раньше можно было написать на одном языке программирования почти все программное обеспечение, то сейчас знания одного языка не достаточно. В 2018 году существует много языков высокого уровня, на которых пишутся приложения.

Язык Python
Язык программирования Python является самым развивающимся среди языков нового поколения. Его разработка началась ещё в конце девяностых годов, а уже в 2010 году вышла первая версия языка. Сейчас на языке пишут интернет-приложения и системные программы. Преимущества языка:
 · Объектно-ориентированность
 · Ёмкость кода
 · Наличие встроенных подпрограмм
 · Написание интернет-приложений на Python намного нагляднее, чем на других языках.
 Но есть и существенный недостаток у языка. Это программные отступы. Большинство программистов забывают написать необходимые 4 пробела для новой строки. Из-за этого отладка программы затягивается на долгое время.

Язык JavaScript
Язык JavaScript не самый молодой язык, но им до сих пор пользуются в IT-компаниях. Этот язык предназначен для интернет-программирования и проектирования различных скриптовых объектов, например моделирование комнаты, мебели, ракет и так далее. Язык многофункциональный, поэтому его применят в различных сферах деятельности. В него уже встроены различные библиотеки, которые упрощают вычисления. Кроме того, чтобы написать код на этом языке, не обязательно устанавливать специальное программное обеспечение, в отличие от других языков. Но вместе с этим возникает глобальный недостаток. Если в программе есть ошибка, то отследить её очень сложно. Программа будет работать не правильно, но не укажет на ошибку, в отличие от других языков. Но благодаря своему функционалу, язык JavaScript остаётся самым востребованным скриптовым языком.

Си-ориентированные языки
Любой си-ориентированный язык, будь-то «С++», «С#», «objective-c», являются очень популярными и востребованными языками. Любой из перечисленных языков предназначен для программирования системных процедур и приложений. В основном это программирование клиентской базы данных. У языков, практически, одинаковый синтаксис, но функционал языка различается. Главным достоинством таких языков является простота синтаксиса, а недостаток заключается в медленной откладке программ.

Невостребованные языки
Язык Pascal и его объектно-ориентированная версия Delphi являются языками, от которых уже начали отказываться даже средние компании. Это связано с появлением языка Python, который включает в себя весь функционал Delphi. Даже в школе на уроках информатики учителя отказываются от учебного языка Pascal в пользу более современного языка Python.
 

Таким образом, современные языки программирования нацелены на улучшения восприятия кода, на читабельность информации в программе. Именно по такому принципу работают большинство компиляторов языков. В будущем эти языки будут модифицироваться и улучшаться, а старые языки уйдут из рынка разработки навсегда.

Как бы выглядел язык программирования, ориентированный на сообщения?

Вот что сказал Алан Кей о введении им термина «объектно-ориентированное программирование»:

Первоначальная концепция состояла из следующих частей.

• Я думал, что объекты подобны биологическим клеткам и/или отдельным компьютерам в сети, способным общаться только с помощью сообщений (поэтому обмен сообщениями появился в самом начале — потребовалось некоторое время, чтобы понять, как достаточно эффективно обмениваться сообщениями на языке программирования). быть полезным).
• Я хотел избавиться от данных. B5000 почти сделал это благодаря своей почти невероятной аппаратной архитектуре. Я понял, что метафора клетки/всего компьютера избавит от данных, а «<-» будет просто еще одним токеном сообщения (мне потребовалось довольно много времени, чтобы обдумать это, потому что я действительно думал обо всех этих символах как об именах для функции и процедуры.)

Я сократил это немного, потому что остальное не имеет значения.

Одна из претензий Кея к современному миру заключается в том, что, возможно, из-за того, что он был назван «объектно-ориентированным», все сосредоточились на объектах, но на самом деле Кей имел в виду все, что касалось

. 0017 сообщений .
Вероятно, не помогло то, что часть его понятия о том, что означает «объектно-ориентированный», заключалась в следующем: « все является объектом ».
Так как же должен выглядеть язык программирования, ориентированный на сообщения?

Так что же такое сообщения?

Если вы читаете этот блог с самого начала, вы наверняка читали мой второй пост «Данные, объекты и неправильное проектирование».
Большая идея здесь просто в том, что многие основные языки не имеют очень хорошей поддержки для представления расширенных типов данных, отчасти потому, что они объектно-ориентированы.

После этого я написал серию из двух частей о проблеме выражения, в которой указывалось, что у нас есть три основных варианта, когда дело доходит до разработки нового типа:

• Объекты, которые представляют собой фиксированный интерфейс методов и расширяемы в варианты.
• Данные, представляющие фиксированный набор вариантов, но расширяемые в методах.
• ADT, которые исправляют как варианты, так и методы для пользователей, но, что любопытно, позволяют автору библиотеки расширять будущее в обоих.

Этот выбор является фундаментальным — он полностью сводится к математике.
Это не то, что мы случайно придумали и отбросим, ​​когда лучше разберемся в программировании.
Это.

А если серьезно отнестись к этому выбору, что нам делать с предпочтениями Алана Кея?
Они не имеют смысла.
Часть проблемы заключается в том, что мы на самом деле не используем совместимые определения того, что такое «объекты» и «данные».
Кай имел в виду другое.
Но также часть проблемы здесь заключается в том, что я думаю, что такое понимание отношений между данными и объектами является прогрессом в современном искусстве.
Это лучший способ понять дизайн программы: тот, который не включен в видение Кея.
И это показывает настоящую путаницу в основе этого видения, когда мы смотрим на него критически.

Здесь две основные ошибки:

1. «Все является объектом» только подрезает нашу способность хорошо проектировать.
2. Сообщения — это по своей сути данные , но Кей говорит об «избавлении от данных».

О первом я уже писал.
Но второе — главное наблюдение, которое я хотел бы сделать в сегодняшнем посте.

Кей любит указывать на Интернет как на нечто объектно-ориентированное по своей сути в его понимании этого термина.
Но в основе работы Интернета лежат данные: IP, TCP, UDP, HTTP, DNS, BGP — все это протоколы с очень строгими схемами.
Все в Интернете — каждое отправленное сообщение — равно 9.0017 данные , а не объекты.

Мое использование слова «данные» несколько своеобразно.
Этот способ понимания дизайна является частью того, что я пытаюсь донести с помощью этого книжного проекта.
Я верю, что Алан Кей имеет в виду, когда говорит, что «данные» — это изменяемые данные — общее состояние.
(Это в первую очередь основано на его настойчивости в том, что «данные не масштабируются», под чем он, по-видимому, подразумевает общие изменяемые данные.
Я не могу представить, что еще может означать этот комментарий.)
Таким образом, вместо того, чтобы быть противоречивым по своей сути, это больше соответствует тому, что говорят функциональные программисты.

Как можно было построить Интернет с общим состоянием, чтобы он не был объектно-ориентированным в смысле Кея, я не совсем уверен.
Возможно, как старые телефонные сети с коммутацией каналов, а не современные сети с коммутацией пакетов.
Таким образом, весь промежуточный путь должен принять какое-то состояние, чтобы установить соединение.
(С другой стороны, мы могли бы возразить, что Интернет не является безгосударственным, как некоторые любят притворяться.
В конце концов, что такое BGP и таблицы маршрутизации?)

Что не так с фразой «все равно _»?

Когда-то Алонзо Черч разработал лямбда-исчисление.
Основная идея нетипизированного лямбда-исчисления состоит в том, что все вычисления могут быть охвачены этим языком, не имеющим ничего, кроме функций.
Буквально ничего, кроме функций.
Все есть функция.
Число 1 — это функция, так же как и пары, и так далее.

Вот реализация пары , использующая синтаксис псевдо-Haskell:

 пара = \fst -> \snd -> \selector -> selector fst snd
fst = \pair -> пара (\fst -> \snd -> fst)
snd = \pair -> пара (\fst -> \snd -> snd)
пример = пара x y
x == первый пример
y == второй пример
 

Одной из ключевых причин, почему это возможно, является то, что другие типы могут эмулироваться .
Все может быть просто функцией, но функции могут закрываться над переменными для построения данных, как это делает пара выше.
А замыкание — это просто примитивная форма объекта: частный случай объекта только с одним методом.

С более обычными языками программирования мы можем превращать объекты в данные с помощью геттеров и шаблона посетителя.
Или мы можем превратить данные в объекты с замыканиями или виртуальными таблицами.

Каждый может подражать другому, поэтому нам нужен только один, верно?
Так что «все является объектом» ничего нам не теряет, верно?

Но нет.
Это абсурдная идея — пытаться программировать на чистом нетипизированном лямбда-исчислении.
Конечно, это способно к Тьюрингу, но бесполезно.
Попытка использовать числа болезненна, когда у вас нет чисел, а есть только функции, эмулирующие числа.
Не говоря уже о медленном.

Таким образом, языки сегодня всегда представляют собой хотя бы небольшую смесь.
Java может иметь объекты только как определяемые пользователем типы, но допускает ограниченную форму данных: целые числа, числа с плавающей запятой, массивы и т. д.
Haskell может быть очень ориентирован на данные, но у функциональных языков всегда был самый простой объект: замыкание.

И, конечно же, я сожалею об отсутствии языков, которые видят реальную ценность в том, чтобы хорошо делать и то, и другое.

Сообщения должны быть данными

Но разве мы не можем использовать идею Черча?
Как работает пара с , кроме получения сообщения и ответа на него?
Разве это не именно то, что делают реализации fst и snd выше?
Отправка объектных сообщений объектам?

Это всего лишь иллюзия.
По сути, все, что мы можем сделать, это передать ссылок к объектам.

Мы можем увидеть это, подумав о рекурсивных функциях.
Если бы мы попытались делать копии вместо ссылок, каждая рекурсивная функция имела бы бесконечный размер.
На самом деле мы никогда не смогли бы построить его для выполнения.
(Ну, вставьте сюда придирки к порядку оценки.)
Рекурсивная функция — это, по сути, объект с ссылкой на себя, если бы она должна была на самом деле содержать само вместо ссылки, мы бы просто столкнулись с противоречием.

А ссылка на объект… это данные.

Мы можем продолжить о последствиях этого.
Как мы храним вещи в памяти?
Как мы записываем вещи на диск?
Как мы отправляем сообщения между компьютерами по сети?
Все это данные.
Если все является объектом, что мы здесь помещаем?
Перед нами стоит задача изобрести Единый метод сериализации, чтобы управлять ими всеми?
И если да, то как мы собираемся взаимодействовать с чем-то, что не соответствует нашим требованиям?

Так как же выглядит язык, ориентированный на сообщения?

Ну и Erlang конечно.

Особенность Erlang в том, что по своей сути это чисто функциональный язык, работающий только с неизменяемыми данными.
По крайней мере, так будет до тех пор, пока вы не начнете взаимодействовать с другими процессами Erlang, отправляя биты данных в виде сообщений.
Каждый процесс Эрланга фактически является объектом, получающим и отправляющим сообщения, совместно создавая взаимодействующую (параллельную) систему, очень похожую на биологические клетки, вдохновившие Кея.

Erlang удается быть одним из наиболее близких к идеям Алана Кея того, каким должно быть объектно-ориентированное программирование, и он сделал это… , а не , «избавившись от данных».
Все не является объектом.

Программирование, ориентированное на сообщения — Джо Форшоу

Управление сложностью приложения — одна из ключевых задач для любого разработчика программного обеспечения. Мы стремимся к точному согласованию новых функций с существующей архитектурой.

После работы над крупным приложением Xamarin в течение последних двух лет самым мощным инструментом, который я обнаружил, является «Передача сообщений», также известная как Message Oriented Programming (MOP) . MOP — это вариант объектно-ориентированного программирования (ООП), основная идея которого заключается в том, что ваши объекты не должны напрямую вызывать друг друга, а обмениваться данными, передавая сообщения через шину сообщений. Сообщения имеют определенный тип и могут содержать любое количество аргументов. Например, если вашему объекту модели представления необходимо вызвать ваш объект доступа API, вместо того, чтобы модель представления напрямую вызывала метод, принадлежащий вашему методу доступа API, она отправит сообщение определенного типа в шину сообщений. Шина пересылает сообщение другим объектам, подписавшимся на получение сообщений этого типа.

Преимущества #

Поначалу это может показаться ненужным, но преимущества огромны…

1. Связь между вызывающими и отвечающими удалена . Это значительно упрощает жизнь, когда мы хотим реорганизовать наш код, поскольку объекты не ссылаются друг на друга напрямую.
2. Зависимости могут быть изменены на лету . Поскольку объекты могут подписываться на сообщения и отписываться от них в любое время, мы можем динамически изменять поведение по мере необходимости.
3. Сообщения могут быть отправлены нескольким подписчикам . Несколько объектов могут одновременно прослушивать сообщения одного типа. Это означает, что когда происходит событие, требующее обновления нескольких разных частей нашей системы, если все части подписаны на правильный тип сообщения, нам не нужно уведомлять каждую часть по отдельности.

Например, пользователь заходит на страницу профиля пользователя нашего приложения и обновляет свое имя. Теперь приложение необходимо обновить…

1. Имя, отображаемое на странице панели инструментов.
2. Имя хранится в локальной базе данных SQLite.
3. Имя, хранящееся во внутренней базе данных приложения.
4. Имя, хранящееся в службе списка рассылки, используемой нашим приложением.
5. И т. д. и т. д.

С точки зрения соединения это потенциально может быть кошмаром. Однако с помощью MOP мы можем создавать небольшие сплоченные классы, каждый из которых выполняет одну из этих обязанностей. Им просто нужно подписаться на  UserNameUpdated сообщение и выполнять свои обязанности надлежащим образом. Когда модель представления профиля получает обновление имени пользователя, она может отправить сообщение UserNameUpdated и знать, что все будет решено в другом месте.

1. Классы могут быть легко объявлены устаревшими . Если бы завтра я захотел заменить MyOldAndBuggyClass.cs , который обрабатывал все сообщения Foo , это было бы легко. Я просто создаю MyBetterClass.cs , указать ему подписаться на сообщений Foo и предположить, что MyBetterClass.cs правильно обработает все сообщения Foo , мы можем безопасно удалить MyOldAndBuggyClass.cs .
2. Тестировать легко . Используя MOP, классы, по сути, становятся функциями, которые получают сообщения в качестве входных данных и отправляют сообщения в качестве выходных. Поэтому, чтобы протестировать класс, мы можем отправлять сообщения с определенными параметрами и утверждать, что рассматриваемый код выводит в ответ правильные сообщения. Часто для записи любых отправляемых сообщений используется специальная шина тестовых сообщений. Это позволяет нашим тестовым примерам определить, запускал ли тестируемый класс сообщения, которые мы ожидали.

Недостатки #

Как и у большинства вещей, у плюсов есть минусы:

1. Накладные расходы на память и обработку . Отправка сообщений сопряжена с затратами памяти и обработки, которые зависят от размера данных, передаваемых внутри ваших сообщений. Поскольку объекты, взаимодействующие посредством передачи сообщений, не должны делиться своим инкапсулированным состоянием, данные, добавляемые в сообщения, необходимо копировать, чтобы избежать побочных эффектов, если данные сообщения по какой-либо причине будут изменены подписчиками.
2. Типы сообщений могут выйти из-под контроля .
   

   This entry was posted in Популярное