Современные языки программирования. Современные языки программирования и их использование

Многие люди, не связанные с IT-сферой, в начале своего пути размышляют на тему: какой язык программирования учить? Ведь языков очень много, порядка тысячи . Однако не существует единственно правильного ответа на вопрос, какой язык программирования лучше всех. Каждый язык создавался для решения определенных задач. Со временем некоторые из них потеряли актуальность, соответственно эти языки отошли на второй план. Лидирующие позиции заняли языки, удовлетворяющие потребности крупных корпораций, бизнеса, занимающихся деятельностью на платформе интернета. Узнать востребованность языка на рынке IT-технологий, а также упростить себе задачу выбора, если вы решили заняться программированием, вам помогут рейтинги языков программирования.

Что такое рейтинг?

Рейтинг языка программирования – это мера его популярности, определяемая на основании одного или нескольких критериев. Например, языковые запросы пользователей в интернете, количество загруженного программного обеспечения, количество обсуждений на форумах, количество вакансий на рынке. Вот, например, как можно вычислить рейтинг Java среди четырёх языков по запросам пользователей в интернете:

Где n – количество запросов пользователей по языку в интернете.

Какие бывают рейтинги?

Рейтинг не дает ответ на вопрос, какой язык программирования лучше, скорее он характеризует популярность его использования. Ниже приведены рейтинги от различных компаний, которые занимаются мониторингом популярности языков программирования длительное время. Рейтинг компании TIOBE Software (рис.1). Анализ результатов рейтинга включает данные на основе поисковой выдачи 25 основных поисковых систем, включая Google, Ebay, YouTube, Yahoo!, Wikipedia, Amazon, Bing. Рисунок 1. Рейтинг от компании TIOBE Software Рейтинг Red Monk (рис.2) для сравнения языков использует данные GitHub и StackOverFlow. Параметры, по которым составляется рейтинг -частота обсуждения и использования языка в проектах. Рисунок 2. Рейтинг от компании Red Monk Рейтинг PYPL (рис.3) основан на анализе частоты поиска языковых документаций в Google. Чем больше запросов, тем более популярным считается этот язык. Исходные данные поступают от Google Trends. Рисунок 3. Рейтинг PYPL Рейтинг, составленный институтом инженеров электротехники и электроники IEEE Spectrum (рис 4). Здесь используются данные из 12 источников, включая Google, GitHub, StackOverFlow, Reddit,Twitter, Career Builder,Dice, IEEE Xplore. Рисунок 4. Рейтинг IEEE Spectrum за 2017 г. На рис.5 представлены лидеры среди языковых запросов на StackOverFlow (данные на конец июня 2018). Рисунок 5. Языковые запросы на StackOverFlow А на рис.6 приведена динамика популярности языковых запросов от Google Trends за последние 12 месяцев (данные на конец июня 2018). Рисунок 6. Динамика запросов по языкам Java, C++, Python, JavaScript, C#

Анализируем рейтинги и сужаем поиск

Какие выводы можно сделать, анализируя эти рейтинги? Несмотря на некоторые отличия в распределении мест языков, лидерами являются Java, JavaScript, Python, С. Именно эти четыре языка занимают порядка 60% всего объема использования языков программирования в мире. Поэтому, остановив выбор на одном из них, вы будете в тренде технологий.

Изучаем «кандидатов» поближе

Так какой язык программирования учить, если выбирать из этой четвёрки? Чтобы определиться, нужно учесть несколько важных моментов. Если вы хотите зарабатывать с помощью программирования, и чтобы к вам относились как к серьёзному разработчику – присмотритесь к Java и семейству языков Си. Изучив один из этих языков, вы овладеете базовыми понятиями и фундаментальными основами программирования нужными для любого программиста: переменные, типы, возвращаемые значения, методы, функции, выражения, инициализация и жизненный цикл, алгоритмы, потоки ввода/вывода. С++ стоит учить, если хотите, например, писать разнообразные прикладные программы или игры. С - поближе к «железу» и используется для низкоуровнего программирования. Подходит, например, для написания драйверов и операционных систем. Язык С# создан по образу и подобию Java, только с синтаксисом ещё ближе к С++ и используется преимущественно для разработки программных продуктов под платформы NET.Framework и Windows. Что касается Java, то он зарекомендовал себя как быстрый (рис.7), надежный и платформонезависимый язык, что делает его лучшим языком программирования для разработки enterprise-приложений – приложений масштаба предприятия. На рынке вакансий программистов Java уже долгое время удерживает лидирующую позицию. Об этом свидетельствуют результаты мониторинга вакансий от IEEE Spectrum за последние 4 года, а также данные от компании Indeed :

Язык Java создавался, чтобы упростить работу программистам и снизить требования к их квалификации, поэтому он более прост и «отказоустойчив» в использовании по сравнению с языками С и С++. Чтобы правильно программировать на С или С++ нужно иметь достаточно высокую квалификацию, поскольку эти языки имеют возможность использовать низкоуровневые средства программирования. При недостаточном уровне знаний, вероятность написания с помощью этих языков небезопасного и запутанного программного кода, с трудом поддающегося отладке, гораздо выше, чем в Java. Java - несложный в изучении язык, освоить который возможно «не выходя из дома», благодаря огромному количеству материала в интернете и различным обучающим интернет-ресурсам, поэтому советую внимательнее присмотреться к нему, в качестве первого языка для изучения. Благодаря существованию таких форумов как StackOverFlow , Javatalks , и Сyberforum при изучении Java вы легко найдете ответ на любой вопрос по теме программирования. Кроме того, Java-разработчики - одни из самых высокооплачиваемых программистов. Подробнее об этом можно почитать .

Подытожим

Итак, если вы ещё не определились с первым языком для изучения, проделайте следующие шаги:

Подумайте, чем бы вы хотели заниматься в перспективе (веб-разработка, разработка прикладных программ и ПО для игр, мобильная разработка, разработка серверных enterprise-приложений)
Просмотрите два-три основных рейтинга языков, сделайте обзор популярности языков в интернете
Изучите рынок вакансий и зарплат вашего региона (например, на сайтах по поиску работы)
Оцените свои силы и время, которое сможете уделять изучению программирования

Java - лучший выбор

Почему именно Java – лучший язык программирования для подавляющего большинства начинающих?

Зная Java, с большой долей вероятности вы будете заниматься разработкой enterprise-приложений. Эта работа хорошо оплачивается, ведь заказчики – корпорации, банки и крупные игроки бизнеса.
Знание Java дает вам возможность заниматься перспективной, активно развивающейся и также достойно оплачиваемой разработкой мобильных приложений.
Подавляющее большинство работающих серверных enterprise-приложений в мире написано на Java, поэтому язык даже при самом пессимистичном раскладе будет поддерживаться ещё много лет.
Уже много лет Java лидирует по количеству вакансий. Часто работодателями являются крупные компании, а в крупной компании «джуну» легче развиваться, чем в маленькой.
Java достаточно прост в изучении. Освоив его, вы овладеете фундаментальными основами программирования, нужными для любого программиста. При этом после него совсем просто изучить JavaScript или Python и гораздо проще подойти к относительно сложному С++.
Язык Java более прост в использовании по сравнению с языками семейства С. В то же время знание Java позволяет по праву считать вас профессиональным разработчиком.
И последний, но не менее важный пункт: Java-разработка хорошо оплачивается.

Как новичку выбрать язык программирования для будущей работы? Оценить уровень зарплат? Востребованность? Исходить из того, что проще выучить? Или внимательно изучить линии тренда популярности?

На самом деле, вы можете потратить уйму времени, выбирая лучший язык программирования. Но как только дело дойдет до личного знакомства, возникнет необходимость сменить фаворита. Сегодня вашему вниманию будет предложен вариант выбора, который должен прийтись по душе абсолютному большинству начинающих гиков - сочетание легкости изучения и востребованности на рынке труда. Эти два аргумента относительно просто достоверно проверить, поэтому полученный результат будет близок к объективности.

Критерии

Расставлять по местам мы будем исходя из рейтинга востребованности. За базу возьмем ряд зарубежных статей ( , , ), реальность же российскую подтвердим при помощи агрегаторов hh.ru и trud.com . Статистика, разумеется, актуальна на день написания текста, а к публикации вряд ли сильно изменится.

Что учитывать мы не будем, так это уровень зарплат и самодостаточность языка, просто из-за относительности данных критериев.

Swift

Формально, Swift, конечно еще не так востребован среди работодателей как Objective-C, и попаданием в этот рейтинг он во многом обязан общей платформе. Но игнорировать перспективу в этом рейтинге категорически невозможно. Поэтому рекомендуем начинать изучение уже сейчас. Приглашаем вас на бесплатный двухчасовой .

Взглянем на цифры российских HR-агентств - 471 вакансия в России и ближнем зарубежье на hh.ru и 410 на trud.com . Очень неплохо для трехлетнего языка. Если добавите Objective-C, можете смело умножать цифры на 3.

C/C++

Называть язык C или C++ лёгкими для изучения не совсем правильно, особенно если сравнивать их с Python или Ruby. Но в данному случае стоит говорить о том огромном количестве учебной качественной литературы, о фундаментальности и том полезном остатке, что останется в вашей голове, даже если свою дальнейшую жизнь с ними вы не свяжете.

Но если всё таки языки вам понравятся, то аж 2 325 вакансий только в России на hh.ru и 12 543 на trud.com . При этом вам важно понимать, что если, в случае с языком Swift, это были вакансии исключительно разработчиков, то с C++ вам язык может понадобится не только в привычной сфере IT, но и на должности оператора ЧПУ, и автоэлектрика.

JavaScript

Мало того, что JavaScript крайне востребован в современном мире благодаря сумасшедшему развитию интернет-технологий, так ещё благодаря модулям и библиотекам его зона влияния стала распространяться во все остальные IT-сферы.

Добавьте сюда тот факт, что JavaScript относительно лёгок для изучения. Заимствовав базовые вещи из Си и постепенно развиваясь от бонусного элемента для HTML и CSS до самостоятельной силы, он получил удобоваримый синтаксис и предельно понятную для новичка логику работы.

А теперь к востребованности: 6 365 вакансий только внутри России на hh.ru и 5 565 на trud.com . Это весьма неплохие цифры для тех, кто твёрдо намерился найти работу по окончанию обучения.

Python

Когда речь идёт о совокупности аргументов лёгкость и востребованность (именно в таком порядке), большинство разработчиков в первую очередь думает о Python. Это проверенный временем и миллионами учеников язык, экономит драгоценное время как на стадии обучения, так и применения. При этом количество областей IT, где бы вам мог потребоваться Python не ограничено вообще ничем. Большое спасибо поклонникам энтузиастам и Python Software Foundation.

Важно отметить, что востребованность в специалистах Python значительно выше за границей, нежели в России. Однако и у нас найти работу большого труда не составит: 2 325 вакансий в открытом доступе по версии hh.ru и 2 537 - trud.com .

Java

Java - великолепный язык во всех отношениях. Это подтверждается и статистикой TIOBE , и самой популярной ОС в мире , и просто тем, что это достаточно простой язык с очень мощной экосистемой.

Если выразить в цифрах российской реальности, то актуальность Java составляет 4 628 пунктов по версии hh.ru и 4 490 - trud.com . Да, это не впечатляющие результаты на фоне некоторых предыдущих претендентов, но, во-первых, это обусловлено спецификой нашего IT-рынка, во-вторых тенденция к росту строго положительная, в-третьих Java всё же будет попроще C/C++.

SQL

Наверняка не такого лидера вы хотели увидеть, но формально придраться здесь не к чему. Вам очень трудно избегать использования БД в современных реалиях, а инструмента более универсального,чем SQL пока никто не придумал. Именно этот факт и позволяет этому языку твёрдо восседать на первом месте практически во всех подобных рейтингах.

Язык отечественных цифр здесь не слишком ярко отражает реальный спрос, но в лидерстве SQL в данном рейтинге сомневаться не заставит. По факту, на hh.ru он набрал 8 303 внутренних вакансий, на trud.com 8 933.

P.S.

Глядя на опубликованный в самом начале рейтнг, у вас наверняка возникает резонный вопрос: «А где же Perl и C#?». Всё дело в том самом проецировании на российскую действительность. Например, Perl имеет результаты 581 вакансий по версии hh.ru и 577 на trud.com . Это, конечно, лучше, чем Swift, но у яблочного языка есть очевидная перспектива, а спрос на Perl в России скорее всего будет только падать.

Касательно C# здесь ситуация лучше: 906 вакансий на hh.ru и свыше 16 тысяч на trud.com . Однако вторая цифра не должна вводить вас в заблуждение: среди вакансий почти половина C/C++ разработчики со знанием C#, поэтому по совокупности и фундаментальной значимости именно первая группа языков была вынесена в заголовок, а второй скромно упомянут в конце.

В современном мире программирование является одной из самых процветающих отраслей технического прогресса. Необходимость работы с программами не подвергается сомнению, так как в настоящее время практически любая деятельность компьютеризирована. Именно поэтому хорошие программисты очень высоко ценятся как в России, так и за рубежом.

Кратко о языках программирования

Язык программирования представляет собой систему взаимосвязанных знаков, необходимых для написания компьютерных программ. Помимо этого, имеется свод правил, которые влияют на вид программы. В зависимости от этих правил ЭВМ совершает вычислительные процессы или управляет объектами. Предназначен такой метод составления программ исключительно для взаимодействия человека и компьютера.

Существует два основных вида языков для составления программ:

Стандарт (набор элементов, представляющих его синтаксис и семантику).
Воплощение стандарта (сами программные средства, позволяющие обеспечить работу стандарта).

Несмотря на мощность и многофункциональность существующих на данный момент языков, ни один синтаксис не является универсальным. Многообразие систем вынуждает изобретать новые варианты языков. Распространение многоядерных процессоров и мобильность создали новую работу для разработчиков.

Историческая справка

Со времен создания первых электронно-вычислительных машин было придумано около восьми тысяч языков для составления программ. Причем сейчас они продолжают создаваться практически ежедневно. Правда, очень многие из них известны только самим создателям, но часть их доступна для использования миллионам людей.

Истоки программирования принадлежат девятнадцатому веку. В некоторой степени программируемыми устройствами можно назвать, например, ткацкие станки и механические пианино. Принцип управления ими строился на инструкции, которую можно считать за прототип нынешних языков программирования, только очень упрощенный и примитивный.

Основоположницей создания языков программирования является Ада Августа Лавлейс, британский математик, которая в середине девятнадцатого века написала программу для вычисления чисел Бернулли, предназначенную для аналитической машины Именно она считается в честь математика также назвали один из языков программирования.

Основы

С развитием технических отраслей возникла необходимость в создании программ, управляющих процессами вычисления, создания чего-либо. Отсюда начали появляться самые разнообразные языки программирования.

Вот некоторые из них:

Assembler - язык низкого уровня, созданный для взаимодействия напрямую с оборудованием.
BASIC - самый простой в программировании; нужен для начального овладения средствами автоматизации.
"Кобол" - высокий уровень; используется для решения экономических задач.
"Фортран" - высокий уровень; был создан для алгоритмизации вычислительных задач.
"Ада" - высокий уровень; создан для автоматизации управления процессами (назван в честь Ады Лавлейс).
Pascal - был разработан для обучения программированию.
С и С++ - универсальный язык для решения любых задач; в основе лежат требования системного программиста.

Индекс Tiobe

Tiobe - это индекс, позволяющий определить популярность и востребованность (рейтинг) языков программирования. Расчет производится по поисковым запросам, содержащим название того или иного языка.

Рейтинг языков программирования Tiobe представлен следующим образом: на первом месте стоит Java, второе место принадлежит C, а третье - C++. На март 2016 года Java занимал 25% рынка по популярности среди остальных языков. Популярность же C снизилась на 2% и составила 14%. Значительно потерял свои позиции ObjectiveC, что удивительно, ведь он является основным на платформах IPhone и IPad. JavaScript тоже теряет свою популярность, смещаясь в конец списка.

Часто используемые языки

При создании ОС невозможно предугадать, что конкретно понадобится пользователю. Иногда бывает так, что в ОС не хватает функции, которая не предусмотрена. Именно для их создания необходимы языки программирования, с помощью которых пишется и реализуется особый код. Он распознается компьютером и редактирует программу или создает вспомогательную. Для таких задач самыми популярными являются языки С и С++, а также BASIC и Pascal. Они обычно создают системы для Windows и DOS.

Языки для составления программ делятся на две группы:

Клиентские (представителем является JavaScript).
Серверные (хорошим примером выступает HTML).

Кстати, именно HTML возглавляет рейтинг использования языков программирования. Его преимущества в легком распознавании HTML-шаблонов любым из существующих браузеров. Данный язык является базисным, без его знания невозможно переходить к более высоким уровням программирования.

Востребованность языков

Рейтинг востребованности языков программирования основывается на актуальности в различных сферах занятости. Для финансовых систем требуются сложные и многообразные средства для создания программ, такие как Java и C#. А вот для веб-страниц и подобных программ необходим простой и немногословный язык, например, JavaScript или Ruby.

В сфере работодателей самым востребованным является знание SQL. На его основе были созданы такие базы данных, как MySQL, Microsoft SQL, которые используются многими крупными учреждениями. Кроме этого, все телефоны на базе Android и IOS имеют доступ к базе данных SQL, именуемой SQLite.

Таким образом, можно сделать вывод. Рейтинг языков программирования 2016 года представлен средствами, очень похожими по популярности, использованию и востребованности. Но отличия все же имеются, а причиной этому выступают различные требования отдельных сфер деятельности.

Технологический сектор находится на подъеме. Если вы использовали смартфон или компьютер хотя бы раз за последние несколько лет, вы вероятно, заметили это.

В результате, навыки программирования пользуются высоким спросом, должность программиста оплачивается гораздо выше, чем какая-либо среднестатистическая специальность. Даже за пределами IT-мира, знание хотя бы одного языка программирования — это серьезный плюс в резюме.

Актуальность языков различается по сферам занятости. Финансовые и корпоративные системы должны выполнять сложные функции и быть высокоорганизованными, им требуются такие языка как Java или C#. Веб страницам и программам ориентированным на мультимедиа и дизайн потребуются динамические, универсальные, функциональные и не многословные языки, такие как Ruby, PHP, JavaScript и Objective-C.

Что это: Императивный язык общего назначения, разработанный в начале 70-х, C — старейший и наиболее широко используемый язык, на нем строятся другие популярные языки, такие как C#, Java, JavaScript и Python. C в основном используется для написания операционных систем и встраиваемых приложений.

Поскольку C дает основу множеству других языков, рекомендуется изучить C (и C++), прежде чем перейти к другим.

3. C++

Что это: C++ это язык промежуточного уровня с возможностями объектно-ориентированного программирования, изначально спроектирован для усовершенствования языка C. На C++ написаны такие программы, как Firefox, Winamp и продукты Adobe. Он используется для разработки системных и прикладных программ, высоконагруженных серверных и клиентских приложений, а также видеоигр.

4. C#

Что это: Произносится «Си-шарп», C# это мультипарадигмальный язык программирования, разработанный Microsoft, как часть их платформы.NET. C# это универсальный язык, используемый для разработки программного обеспечения для платформ Microsoft и Windows, который объединяет принципы C и C++.

5. Objective-C

Что это: Objective-C это объектно-ориентированных язык программирования общего назначения, используемый операционной системой Apple. На нем написаны эпловские OS X и iOS, равно как и их API, его можно использовать для создания приложений для iPhone, который создал огромный спрос на этот некогда вышедший из моды язык программирования.

6. PHP

Что это: PHP (Hypertext Processor) это бесплатный язык серверных скриптов, созданный для разработки динамичаских веб-страниц и приложений. Он может быть напрямую встроен в исходный код HTML документа, вместо отдельного файла, что сделало его популярным языком программирования среди веб-разработчиков. Под управлением PHP работает более 200 миллионов сайтов, включая WordPress, Digg и Facebook.

7. Python

Что это: Python это высокоуровневый язык серверных скриптов для веб-сайтов и мобильных приложений. Принято считать, что это довольно простой для новичков язык, благодаря его читаемому и компактному синтаксису, это означает, что разработчики могут написать меньше строк кода для выражения идеи, чем могли бы, используя другие языки. На нем работают веб-приложения для Instagram, Pinterest и Rdio, использующие фреймворк Django, также он используется Google, Yahoo! и NASA.

8. Ruby

Что это: динимаческий, объектно-ориентированный язык серверных скриптов для веб-сайтов и мобильных приложений. Ruby проектировался, как простой и легкий, в написании кода, язык. На нем написан фреймворк Ruby on Rails (или Rails), который используется Scribd, GitHub, Groupon и Shopify. Как и Python, Ruby рассматривается как довольно дружелюбный для новичков язык.

ТЕМА: Современные языки программирования

Проверил_______________

История развития.

Первые программы заключались 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.

Структурное программирование

Следующий шаг был сделан в 1954 году, когда был создан первый язык высокого уровня - Фортран (англ. FORTRAN - FORmula TRANslator ). Языки высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека, с помощью них, можно писать программы до нескольких тысяч строк длиной. Однако легко понимаемый в коротких программах, этот язык становился нечитаемым и трудно управляемым, когда дело касалось больших программ. Решение этой проблемы пришло после изобретения языков структурного программирования (англ. structured programming language ), таких как Алгол(1958), Паскаль(1970), Си(1972). Структурное программирование предполагает точно обозначенные управляющие структуры, программные блоки, отсутствие инструкций безусловного перехода (GOTO), автономные подпрограммы, поддержка рекурсии и локальных переменных. Суть такого подхода заключается в возможности разбиения программы на составляющие элементы. Также создавались функциональные (аппликативные) языки (Пример: Lisp - англ. LISt Processing , 1958) илогические языки (пример: Prolog - англ.PROgramming in LOGic , 1972). Хотя структурное программирование, при его использовании, дало выдающиеся результаты, даже оно оказывалось несостоятельным тогда, когда программа достигала определенной длины. Для того чтобы написать более сложную (и длинную) программу, нужен был новый подход к программированию.

ООП

В итоге в конце 1970-х и начале 1980-х были разработаны принципы объектно-ориентированного программирования. ООП сочетает лучшие принципы структурного программирования с новыми мощными концепциями, базовые из которых называются инкапсуляцией, полиморфизмом и наследованием. Примером объектно-ориентированных языков являются: Object Pascal, C++, Java и др. ООП позволяет оптимально организовывать программы, разбивая проблему на составные части, и работая с каждой по отдельности. Программа на объектно-ориентированном языке, решая некоторую задачу, по сути, описывает часть мира, относящуюся к этой задаче.

Основные концепции языков программирования

Стандартизация языков программирования

Язык программирования может быть представлен в виде набора спецификаций, определяющих его синтаксис и семантику. Для многих широко распространённых языков программирования созданы международные стандарты. Специальные организации проводят регулярное обновление и публикацию спецификаций и формальных определений соответствующего языка. В рамках таких комитетов продолжается разработка и модернизация языков программирования и решаются вопросы о расширении или поддержке уже существующих и новых языковых конструкций.

Типы данных

Современные цифровые компьютеры обычно являются двоичными и данные хранят в двоичном (бинарном) коде (хотя возможны реализации и в других системах счисления). Эти данные как правило отражают информацию из реального мира (имена, банковские счета, измерения и др.), представляющую высокоуровневые концепции. Особая система, по которой данные организуются в программе, - это система типов языка программирования; разработка и изучение систем типов известна под названием теория типов. Языки могут быть классифицированы как системы со статической типизацией и языки с динамической типизацией . Статически-типизированные языки могут быть в дальнейшем подразделены на языки с обязательной декларацией , где каждая переменная и объявление функции имеет обязательное объявление типа, и языки с выводимыми типами . Иногда динамически-типизированные языки называются латентно-типизированными .

Структуры данных

Системы типов в языках высокого уровня позволяют определять сложные, составные типы, так называемые структуры данных. Как правило, структурные типы данных образуются как декартово произведение базовых (атомарных) типов и ранее определённых составных типов. Основные структуры данных (списки, очереди, хеш-таблицы, двоичные деревья и пары) часто представлены особыми синтаксическими конструкциями в языках высокого уровня. Такие данные структурируются автоматически.

Семантика языков программирования

Существует несколько подходов к определению семантики языков программирования. Наиболее широко распространены разновидности следующих трёх: операционного, денотационного (математического) и деривационного (аксиоматического). При описании семантики в рамках операционного подхода обычно исполнение конструкций языка программирования интерпретируется с помощью некоторой воображаемой (абстрактной) ЭВМ. Деривационная семантика описывает последствия выполнения конструкций языка с помощью языка логики и задания пред- и постусловий. Денотационная семантика оперирует понятиями, типичными для математики - множества, соответствия, а также суждения, утверждения и др. Язык программирования строится в соответствии с той или иной базовой моделью вычислений и парадигмой программирования. Несмотря на то, что большинство языков ориентировано на императивную модель вычислений, задаваемую фоннеймановской архитектурой ЭВМ, существуют и другие подходы. Можно упомянуть языки со стековой вычислительной моделью (Forth, Factor, Postscript и др.), а также функциональное (Лисп, Haskell, ML и др.) и логическое программирование (Пролог) и язык Рефал, основанный на модели вычислений, введённой советским математиком А.А. Марковым-младшим. В настоящее время также активно развиваются проблемно-ориентированные, декларативные и визуальные языки программирования.

Компилируемые и интерпретируемые языки

Языки программирования могут быть разделены на компилируемые и интерпретируемые. Программа на компилируемом языке при помощи специальной программы компилятора преобразуется (компилируется) в набор инструкций для данного типа процессора (машинный код) и далее записывается в исполнимый модуль, который может быть запущен на выполнение как отдельная программа. Другими словами, компилятор переводит исходный текст программы с языка программирования высокого уровня в двоичные коды инструкций процессора. Если программа написана на интерпретируемом языке, то интерпретатор непосредственно выполняет (интерпретирует) исходный текст без предварительного перевода. При этом программа остаётся на исходном языке и не может быть запущена без интерпретатора. Можно сказать, что процессор компьютера - это интерпретатор машинного кода. Кратко говоря, компилятор переводит исходный текст программы на машинный язык сразу и целиком, создавая при этом отдельную исполняемую программу, а интерпретатор выполняет исходный текст прямо во время исполнения программы. Разделение на компилируемые и интерпретируемые языки является несколько условным. Так, для любого традиционно компилируемого языка, как, например, Паскаль, можно написать интерпретатор. Кроме того, большинство современных «чистых» интерпретаторов не исполняют конструкции языка непосредственно, а компилируют их в некоторое высокоуровневое промежуточное представление (например, с разыменованием переменных и раскрытием макросов). Для любого интерпретируемого языка можно создать компилятор - например, язык Лисп, изначально интерпретируемый, может компилироваться без каких бы то ни было ограничений. Создаваемый во время исполнения программы код может так же динамически компилироваться во время исполнения. Интерпретируемые языки обладают некоторыми специфическими дополнительными возможностями (см. выше), кроме того, программы на них можно запускать сразу же после изменения, что облегчает разработку. Программа на интерпретируемом языке может быть зачастую запущена на разных типах машин и операционных систем без дополнительных усилий. Однако интерпретируемые программы выполняются заметно медленнее, чем компилируемые, кроме того, они не могут выполняться без дополнительной программы-интерпретатора. Современные языки программирования рассчитаны на использование ASCII, то есть доступность всех графических символов ASCII является необходимым и достаточным условием для записи любых конструкций языка. Управляющие символы ASCII используются ограниченно: допускаются только возврат каретки CR, перевод строки LF и горизонтальная табуляция HT (иногда также вертикальная табуляция VT и переход к следующей странице FF). Ранние языки, возникшие в эпоху 6-битных символов, использовали более ограниченный набор. Например, алфавит Фортрана включает 49 символов (включая пробел): A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 = + - * / () . , $ " : Заметным исключением является язык APL, в котором используется очень много специальных символов. Использование символов за пределами ASCII (например, символов KOI8-R или символов Юникода) зависит от реализации: иногда они разрешаются только в комментариях и символьных/строковых константах, а иногда и в идентификаторах. В СССР существовали языки, где все ключевые слова писались русскими буквами, но большую популярность подобные языки не завоевали (исключение составляет. Встроенный язык программирования 1С: Предприятие). Расширение набора используемых символов сдерживается тем, что многие проекты по разработке программного обеспечения являются международными. Очень сложно было бы работать с кодом, где имена одних переменных записаны русскими буквами, других -- арабскими, а третьих -- китайскими иероглифами. Вместе с тем, для работы с текстовыми данными языки программирования нового поколения (Delphi 2006, C#, Java) поддерживают Unicode.