Т. Пратт, М. Зелковиц - Языки программирования - разработка и реализация (4-е издание_ 2002), страница 4

На ум сразу же приходит шесть главных мотивов: 1.1. Зачем изучать языки программирования? 17 1. Вы сможете разрабатывать более эффективные алгоритиы. Многие языки предоставляют возможности, которые при правильном использовании приносят программисту пользу, а прн неправильном могут привести к большим затратам компьютерного времени или к логическим ошибкам в программе, на исправление которых потребуется немало снл и времени.

Даже программист, пользующийся каким-то определенным языком в течение многих лет, может не понимать всех его возможностей. Типичным примером является рекурсия — полезное средство программирования, которое прн правильном использовании позволяет осуществлять непосредственную реализацию элегантных и эффективных алгоритмов. Однако неправильное ее использование может привести к катастрофическому увеличению времени выполнения программы. Программист, ничего не знающий о проблемах разработки и трудностях реализации рекурсии, скорее всего, будет избегать этой загадочной конструкции, в то время как элементарное знание ее основных принципов и методов реализации позволит программисту оценить относительную стоимость рекурсии в каждом конкретном языке и определить, оправданно ли ее применение в конкретной ситуации.

В литературе постоянно появлясотся описания новых методов программирования. Для наилучшего использования концепций объектно-ориентированного, логического или параллельного программирования необходимо понимание конкретных языков, в которых эти концепции реализованы.

Новые технологии, такие как Интернет (1сйегпес) и Всемирная паутина (лгсгог!о 'лл'Ые ЖеЬ), в корне изменили природу программирования, Создание методов программирования, оптимально отвечающих этим новым условиям, требует достаточно глубокого понимания существа языков программирования.

2. Вы сможете более эффективно использовать тот язык програлмсировагсия, которым обычно пользуетесь. Поняв, как в используемом вами языке реализованы те или иные возможности, вы сможете писать значительно более эффективные программы. Например, понимание того, как создаются массивы, строки, списки илн записи н как они обрабатываются в данном языке, знание подробностей реализации рекурсии илн понимание того, как строятся классы объектов, позволит вам создавать с помощью этих компонентов более эффективные программы. 3. Вы пополните набор пол езн ыт програмэщьсг конструкций. Роль языка в мышлении двояка, так как язык одновременно и помогает мышлению, и ограничивает его.

Действительно, люди используют язык для выражения мыслей, но язык до такой степени структурирует мышление, что человеку трудно мыслить о чем-то, что не имеет непосредственного словесного выражения. Знанне только одного языка программирования налагает подобное ограничение. Прн поиске способов представления данных и методов их обработки, подходящих для решения некоторой задачи, человек думает только о структурах, которые непосредственно реализованы в знакомом ему языке. Изучая конструкции, имс ющиеся в разных языках, программист расширяет свой словарь. Понимание способов реализации конструкций в разных языках особенно важно, поскольку, чтобы использовать некую конструкцию в языке, в котором она не представлена непосредственно, программист должен 18 Глава 1.

Проблемы разработки языка осуществить ее реализацию в терминах базовых элементов этого языка. Например, структура управления подпрограммами (впЪргойгаш сопгго! вггпсГпге), известная как сопрограмма, полезна во многих случаях, но только немногие языки предоставляют ее непосредственную реализацию.

Однако программисты, пишущие на языках С или РОКТЕАЫ, если они знакомы с концепцией сопрограммы и методами ее реализации, могут легко спроектировать программу, в которой используется сопрограмма, а затем реализовать ее на С или РО1хТПАХ. 4. Вы сможете выбра вь язык программирования, наиболее подходя ший для реализации конкретного проекта. Таким образом уменьшается объем необходимых работ. Приложения, в которых выполняется большой объем численных расчетов, могут быть легко разработаны на таких языках, как С, ЕОКТКАХ или Ада. Приложения, используемые для принятия решений, например, в области искусственного интеллекта, лучше всего реализовывать на языках 11ЯР, М1.

или Рго!оВ. Для Интернет-приложений больше подходят Рег! или!ана Знание основных особенностей языка, его достоинств и недостатков дает программисту более широкие возможности выбора. 5. Вам будет легче изучать новые языки. Лингвист, глубоко понимающий структуры, лежащие в основе естественных языков, может выучить новый иностранный язык легче и быстрее, чем начинаюший, который плохо представляет структуру даже своего родного языка.

Также и основателыюе знание конструкций и способов реализации ряда языков программирования позволяет программисту в случае необходимости быстрее выучить новый язык. 6. Вам будет легче разрабатывать новыв языки. Большинство программистов даже и не помышляют о разработке нового языка программирования, хотя создаваемые имп приложения в действительности являются некоторой формой языков программирования. Разработчики пользовательского интерфейса для большой программы, такой как, например, текстовый редактор, операционная система илп графический пакет, неизбежно сталкиваются со многими из тех проблем, которые встречаются и при разработке языков программирования общего назначения.

Многие новые языки основаны на моделях реализации языков С или Равса!. Подобный аспект разработки программ обычно упрошается, если программист хорошо знаком с рядом разнообразных конструкций и способами реализации обычных языков программирования. Изучение языков программирования есть нечто большее, нежели просто беглое знакомство с их возможностями. В действительности сходство возможностей языков обманчиво. Одинаковые возможности двух различных языков могут быть реализованы совершенно разными способами, и, таким образом, зти две версии могут очень сильно различаться по стоимости использования.

Например, почти в каждом языке операция сложения реализована как одна из основных операций, но в различных языках, например в С, СОВОГО или Вша!!га!!г, стоимость операции сложения может различаться на порядок. В данной книге рассматривается множество языковых конструкций, которые почти всегда сопровождаются одним или несколькими примерами их реализа- 1.2. Краткая история языков программирования 19 ции на стандартном компьютере. Однако мы не пытались полностью оснстить все возможные способы реализации. Те же самые языки или языковые конструкции при реализации на компьютере читателя могут радикально отличаться по стоимости или по деталям структуры, если используются разные методы реализации или если архитектура компьютера отличается от простой стандартной архитектуры.

1.2. Краткая история языков программирования С тех пор как в 50-е гг, появились первые языки программирования высокого уровня, методы их разработки и реализации постоянно развиваются. Тс 12 языков, которые описаны в данной книге, появились в разное время: первые версии РОКТЕАй) и Б!БР были разработаньа в 50 е гг., история языков Ада, С, Разов), Рго!ой и Бшайга!й начинается в 70-х гг., в 80-е возникли такие языки, как С++, М1., Рег(, Роэ1зсйрг, а язык )ага — самый молодой, он появился в 90-х. В 60-е и 70-е гг.

новые языки часто возникали при разработке больших проектов по созданию программного обеспечения как их составная часть. Когда в 70-е гг. Министерством обороны США в рамках основного проекта разработки языка Ада был составлен отчет об используемых в то время языках программирования, выяснилось, что в различных оборонных проектах было использовано более 500 языков.

1.2.1. Разработка первых языков В этом разделе мы в обьцих чертах опишем языки, разработан н ыс в начале компьютерной эры, начиная с середины 50-х по 70-е гг. Более поздние разработки будут подробно осве|цспы по мере рассмотрения в книге новых языков. Языки численных расчетов. Первый этап развития компьютерных технологий относится к периоду, который начался до Второй мировой войны и продлился до начала 40-х. Во время Второй мировой войны основной задачей компьютеров, называвшихся зле ктроннььни вы ч ииштел ьн ьсни устройствал~и, было определение баллистических траекторий путем решения дифференциальных уравнений движения.

В начале 50-х начали появляться первые языки, использовавшие символьные системы обозначений. Грейс Хупер (Огасе Ноорег) возглавил в компании 1'шчас группу, которая разрабатывала язык А-О, а Джон Бэкус ( !ойп Вас!о1з) создал язык Бресе!сог!1пй для 1ВМ 701. Оба эти языка предназначались для преобразования простых арифметических выражений в исполняемый машинный код. Настоящий прорыв произошел в 1957 г., когда Бэкус руководил группой по созданию языка РОГАТКАХ, или транслятора формул (РОВ1пн!а ТКАЛ!агог), На ранней стадии разработки РОЕТВАИ был ориентирован начисленные вычисления, но конечной целью был вполне законченный язык программирования, включающий в себя управляющие структуры, условные операторы и операторы ввода-вывода.