Презентация, доклад на тему История развития языков программирования

естественном языке

многочленами и вычисления конечных разностей

программу (для Аналитической машины Чарльза Бэббиджа).

Аналитическая машина Бэббиджа должна была производить разнообразные вычисления, следуя набору инструкций.

всему последующему развитию ЭВМ. Проект создания аналитической машины предусматривал целый ряд механизмов, присущих нынешним ЭВМ:
Тех же пяти компонент (арифметическое устройство, устройство памяти, управления, ввода и вывода)
В число операций, помимо четырех арифметических, была включена операция условного перехода и операции с кодами команд
Все программы вычислений записывались на перфокартах пробивками

учебник по программированию
вошла в историю как «первая программистка».
Именно Лавлейс принадлежит идея использования для подачи на вход машины двух потоков перфокарт, которые были названы операционными картами и картами переменных: первые управляли процессом обработки данных, которые были записаны на вторых.
Информация заносилась на перфокарты путем пробивки отверстий. Из операционных карт можно было составить библиотеку функций. Помимо этого, Analytical Engine, по замыслу автора, должна была содержать устройство печати и устройство вывода результатов на перфокарты для последующего использования.

конце жизни он сказал: «я готов отдать последние годы своей жизни за то, чтобы прожить три дня через 150 лет, и чтобы мне подробно объяснили принцип работы будущих машин»). Бэббидж не сомневался в будущем развитии вычислительной техники.
Невозможность в то время обрабатывать металл с высокой степенью точности (в то время как для реализации проекта Аналитической машины только зубчатых колес потребовалось бы несколько тысяч!)
Финансовая проблема. Если поначалу различные научные общества с энтузиазмом поддерживали Бэббиджа, то совсем скоро они охладели к затратному проекту с размытыми целями. В 1851 году Бэббидж с горечью заявлял, что все, связанное с машиной, он сделал за собственные деньги. Известно, что ученый в целях добычи материальных средств написал роман, пытался избраться в Парламент Британской империи, даже одно время играл в лотерею.

Конраду Цузе (конец 1940-х годов), разработавшему Plancalcul (планировщик вычислений).
«Plancalcul родился исключительно как результат теоретической работы, без всякой связи с тем, появится или нет в обозримом будущем машины, подходящие к программам на Plancalcul».
Фрагмент рукописи Цузе с шахматной программой на языке Plancalcul

автоматизации программирования для ЭВМ «БЭСМ» и «Стрела» (1954-1956 годы)

Языки программирования в СССР

систем программирования приходится на 1960-е годы.
За это десятилетие в мире родилось более тысячи разнообразных языков, как универсальных, так и специализированных, но выжили и доросли до XXI века дожили немногие, в том числе бессмертные Fotran, Basic, Algol, Cobol, Simula, Lisp и их потомки.
На рисунке: «вавилонская башня» языков программи-рования, созданных в 1960-е годы

разработан в фирме IBM под руководством Джона Бэкуса (Backus, John; р. 1924).
Работа над языком началась в 1954 г., первая реализация для IBM 704 в выполнена в 1957 г.

N, IR
WRITE(3,102) N, IR
IF(N) 202, 202, 203
202 STOP
203 IF(IR) 202, 202, 204
204 M=O
P=COMBF(N,M)*COMBF(IR-1,N-M-1)
1/COMBF(N+IR-1,IR) ...

Фрагмент программы на языке Fortran

Basic был разработан в 1964 г. в Дармутском колледже в г. Хановере (Darmouth College, Hanover), штат Нью-Хемпшир

(Kemeny, John G.; 1926-1993), сидит Томас Курц (Kurtz, Thomas E.; р. 1928)

10 dim A(5)
20 for i=1 to 5
30 input A(i)
40 next i
50 if i=5 then goto 140
60 if A(i)<=A(i+1) then goto 90
70 i=i+1
80 goto 130
90 z=A(i)
100 A(i)=A(i+1)
110 A(i+1)=z
120 i=1
130 goto 50
140 for i=1 to 5
150 print A(i)
160 next i

Билл Гейтс (Gates, William; р. 1955) познакомились с Бэйсиком, работая в компьютерном классе школы в Сиэтле (снимок 1968 г.)

Basic и Microsoft

Билл Гейтс –стал самым богатым человеком на планете

Штаб - квартира корпорации Microsoft в Редмонде (пригород Сиэтла)

В начале 1990-х годов он стал объектным и приобрел средства визуального проектирования

Visual Basic от Microsoft

разработчики языка Cobol у шуточного обелиска, присланного в их адрес в качестве намека на безнадежно медленную работу, способную похоронить саму идею. Справа внизу – Грейс Хоппер

данных;
сложные структуры данных;
синтаксис, приближенный к естественному английскому языку.

Cobol – язык для бухгалтеров

SECTION.
1050 FILE-CONTROL.
1060 SELECT CD ASSIGN TO “SYS010” UNIT-RECORD 2540R.
1070 SELECT TT ASSIGN TO “SYS009” UTILITY 2400.
1080 DATA DIVISION.
1090 FILE SECTION.
1100 FD CD DATA RECORD IS C
1110 LABEL RECORDS ARE OMITTED.
1120 01 C.
1130 02 C1 PICTURE 9(4).
1140 02 C2 PICTURE 9.
1150 02 C3 PICTURE X(70).
...

Пример программы на языке COBOL

END GO TO P3.
1320 MOVE C1 TO D1.
1330 MONE C2 TO D2.
1340 MOVE C3 TO D3.
1350 ADD C1, C2, GIVING D4.
1360 WRITE T FROM D.
1370 GO TO P2.
1380 P3. CLOSE SD, TT.
1390 STOP RUN.

Программа на Коболе (окончание)

= ALGOritmic Language
В 1958 году в Цюрихе (Швейцария) состоялась международная конференция, предложившая проект нового универсального международного языка программирования Algol-58. В 1960 году на парижской конференции была принята окончательная версия под названием Algol-60. На снимке: участники парижской конференции голосуют за Алгол-60.

и блочная структура;
рекурсия

Нормальная форма Бэкуса-Наура (БНФ)
<цифра>::= 1|2|3|4|5|6|7|8|9|0
<целое без знака>::= <цифра>| <цифра> <целое без знака>

Algol и его влияние на языки программирования

to n do s:=s+x[i]; s:=s/n end

Простейшая программа на Алголе-60, вычисляющая среднее арифметическое n чисел.
Синтаксис Алгола-60 сформировал стандарт для всех последующих языков программирования

АЛГОЛ и его влияние на языки программирования

сообщение под ред. А. ван Вейнгаардена (A. van Wijngaarden) и др. опубликовано в 1975 г.)

Стандарт АЛГОЛ-68

р. 1934) был против принятия переусложненного стандарта.
В знак доказательства своей правоты он разработал в 1971 г. простой и ясный алголоподобный язык, предназначенный прежде всего для обучения студентов в Федеральном техническом университете в Швейцарии. В честь изобретателя первой вычислительной машины Вирт назвал язык Паскалем.

n do
s:=s+x[i];
s:=s/n
end.

Программа на Паскале, вычисляющая среднее арифметическое n чисел

в области разработки языков программирования, профессор компьютерных наук (ETH), Лауреат премии Тьюринга 1984 года. Разработал: Паскаль, Модула-2, Оберон.

– создатель компилятора Turbo Pascal для IBM PC и основатель компании Borland (1984 г.)

Turbo Pascal

расширение языка Pascal, визуально- событийное проектирование, модульное структурирование и раздельная компиляция.

Delphi - потомок Pascal

В отличие от учебного Паскаля, язык программирования Modula-2, предложенные Никлаусом Виртом, изначально предназначался для профессионального применения

для программирования сложных и ответственных военных приложений. Был объявлен широкий международный конкурс, в котором приняли участие 15 групп разработчиков. В результате нескольких туров в мае 1979 года выявился победитель — французская фирма C.I.I., руководитель проекта Жан Ихбиа (Ichbiah, Jean).
Снимок сделан на II конференции по истории языков программирования, 1993 г.

Pascal и его потомки

GO TO ENDING;
P1: GET LIST (A, B, C);
D = B*B — 4*A*C;
E = —B/(A+A);
IF D<0 THEN DO;
X1, X2 = E;
Y1 = SQRT(—D)/(A+A);
END;
ELSE DO;
R = SQRT(D)/(A+A);
… Y1 = 0;
END;
Y2 = —Y1;
PUT LIST (X1, Y1, X2, Y2);
GO TO P1;
ENDING:;
END EXAMPLE;

PL/1 = Programming Language One
Язык PL/1 был частью амбициозного проекта IBM S/360, он создавался в спешке и представлял собой механическую смесь идей из многих языков. Критики сравнивали его с елкой со множеством украшений.

SIMULAlation
За разрабртку языка Simula Кристен Нигорд (Nygaard, Kristen; 1926-2002), на снимке слева, и Оле-Йохан Дал (Dahl, Ole-Johan; 1931-2002) были удостоены высшей награды компьютерного сообщества – медали Тьюринга

at: i put:
(Prompter prompt: ’Введите элемент массива’) asNumber].
a := a asSortedCollection.
a do: [:i | Transcript putAll: i printString].

Простейшая программа на Smalltalk, вычисляющая среднее арифметическое пяти чисел

Алан Кей

Простейшая программа на Smalltalk

(Ritchie, Dennis M.; р. 1941) в 1973 году в Bell Labs в ходе разработки операционной системы UNIX. Он развивал язык Би (B), который основывался на созданном в Кембриджском университете языке BCPL (от Basic Combined Programming Language), который в свою очередь был потомком Алгола-60

z=A[i];
A[i]=A[i+1];
A[i+1]:=z;
i=0;
}
};
for(i=0;i<5;i++)printf("%f\n",A[i]);

Текст на языке С отличается лаконичностью

объекты и превратил его в С++

С – язык для профессионалов

Java для программирования в интернете.
Он возник в ходе реализации проекта Oak («Дуб»), целью которого было создание системы программирования бытовых микропроцессорных устройств.
Джеймс Гослинг (Gosling, James) – автор Java.

static void main( String args[] )
{
n = 10;
s = 0;
for( i=1; i<=n; i++)
{
s = s + x[i-1];
s = s / n;
}
}

Язык Java основан на С++

Java и C#

В качестве альтернативы Java корпорация Microsoft предложила язык С# (Си-шарп)

(McCarthy, John; р. 1927 ) в Массачусетском технологи-ческом институте на теоретическом фундаменте лямбда-исчисления, пред-ложенного еще в 1930 году известным американским логиком Алонзо Черчем.

Долгожитель Lisp – инструмент функционального программирования

Дж. Маккарти и А.П. Ершов Снимок 1975 г.

студенты прозвали его «Lots of Infuriating & Silly Parenthesis» - «Множество раздражающих и глупых скобок»

(setq L `(8 5 13 11 10))
(defun sum (L)
(cond ((null L) '0)
(t (add (car L) (sum (cdr L))))
)
)
(div (sum L) '5) Примитивы: cond — условная функция, проверяющая с помощью функции null пустоту списка;
add — суммирование аргументов;
car — извлечение первого элемента из списка;
cdr — извлечение остатка списка (без первого элемента).

Пример программы на LISP

в наши дни диалектов языка Лисп (другой популярный диалект — это Common Lisp). Авторы языка Scheme — Гай Стил (англ. Guy L. Steele) и Джеральд Сассмен (англ. Gerald Jay Sussman) из Массачусетского технологического института — создали его в середине 1970-х годов.

Продолжения - continuation

состояние программы в определённый момент, которое может быть сохранено и использовано для перехода в это состояние. Продолжения содержат всю информацию, чтобы продолжить выполнения программы с определённой точки. 

LOGic
Теоретические основы языка были разработаны Робертом Ковальским (Kowalski, Robert) в Эдинбургском университете (Шотландия) в конце 1960-х годов

Первая практическая реализация языка осуществлена Аленом Кольмари (Colmerauer, Alain ) в Марсельском университете (Франция) в 1972 г.

отец (ваня, петя),
отец (маша, ваня), отец (коля, ваня).
Правила вывода:
родитель (X, Y) :— отец (X, Y)
родитель (X, Y) :— мать (X, Y)
дед (X, Y) :— родитель (X, Z), отец (Z, Y)
брат (X, Y) :— муж (Y), родитель (X, Z), родитель (Y, Z), X<>Y
Примеры диалога:
GOAL> дед (коля, X) Кто дед Коли?
X = Петя
GOAL> брат (маша, X) Кто брат Маши?
X = Коля

Описание предметной области семейных отношений на языке Prolog

Prolog – несостоявшаяся мечта ЭВМ V поколения

в начале 1980-х годов

Prolog – несостоявшаяся мечта ЭВМ V поколения

кремния к арсениду галлия, и дающая возможность на порядок повысить быстродействие основных логических элементов;
• новая архитектура (не фон-неймановская);
• новые способы ввода-вывода информации — распознавание и синтез речи и образов;
• отказ от традиционных алгоритмических языков программирования (Фортран, Алгол и т. п.) в пользу декларативных;
• ориентация на задачи искусственного интеллекта с автоматическим поиском решения на основе логического вывода.

ЭВМ V поколения

в MIT выдающимся математиком и педагогом Сеймуром Пейпертом (Papert, Seymour; р. 1928).
Пейперт в 1958-1963 годах работал в Женеве у знаменитого психолога Жана Пиаже (Piaget, Jean), где занимался детьми и природой их мышления.
Идейной основой Logo является язык Lisp

На фото: Сеймур Пейперт получает степень почетного доктора Софийского университета (1999 г.)

образов интерпретируются все базовые структуры программирования

Процедура с параметром

это дуга :шаг :число_шагов
повтори :число_шагов
[вперед :шаг направо 10]
Конец

это спираль :шаг
если :шаг < 1 [стоп]
дуга :шаг 18
спираль :шаг / 2
конец

Цикл

Рекурсия

3.2. Языки и системы программирования Logo – язык для самых маленьких

с младших классов

Новейшие реализации Logo используют принципы объектно-ориентированного программирования.
В программе Юли Гладких, 9 лет, черепашка в форме лебедя плавает по озеру.

На снимке: группа юных программистов на факультете информатики Томского государственного университета. Занятие ведет доцент Т.Н. Поддубная (2002 г.)

Logo – язык для самых маленьких

Буран (разработка начата в 1986 г.). В разработке языка принимали участие Федеральное космическое агентствоСоздан в рамках космической программы Буран (разработка начата в 1986 г.). В разработке языка принимали участие Федеральное космическое агентство (НПЦ автоматики и приборостроения им. акад. Н.А. Пилюгина, г. МоскваСоздан в рамках космической программы Буран (разработка начата в 1986 г.). В разработке языка принимали участие Федеральное космическое агентство (НПЦ автоматики и приборостроения им. акад. Н.А. Пилюгина, г. Москва) и Российская академия наукСоздан в рамках космической программы Буран (разработка начата в 1986 г.). В разработке языка принимали участие Федеральное космическое агентство (НПЦ автоматики и приборостроения им. акад. Н.А. Пилюгина, г. Москва) и Российская академия наук (Институт прикладной математики им. акад. М.В. Келдыша).

Cobol, Algol, Pascal, Ada, С, Logo, FoxPro);
• объектно-ориентированное программирование (Simula, Smalltalk, Object Pascal, C++, Java, C#);
• визуально-событийное программирование (Visual Basic, Delphi, Visual C++, Visual Java, Visual FoxPro);
• функциональное программирование (Lisp);
• логическое программирование (Prolog).
• аспектно-ориентированное программирование.
• предметно-ориентированное программирование.
• субьектно-ориентированное программирование.

Андерса Хейлсберга в компании Microsoft как основной язык разработки приложений для платформы Microsoft .NET. Компилятор 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 поддержкойзамыканий, 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++).
 

C++

Цель: повысить скорость Python за счёт статической типизации С++ при этом сохранив высокий уровень языка

методы, которые выполняются одновременно. Любая функция может быть выполнена как "goroutine" с помощью указания в префиксе вызова функции ключевого слова "go".
Язык реализует "channel" механизм, который может быть использован для безопасного обмена данными с "goroutines".

лучше, чем сложное.
Сложное лучше, чем запутанное.
Плоское лучше, чем вложенное.
Разреженное лучше, чем плотное.
Читаемость имеет значение.
Особые случаи не настолько особые, чтобы нарушать правила.
При этом практичность важнее безупречности.
Ошибки никогда не должны замалчиваться.
Если не замалчиваются явно.
Встретив двусмысленность, отбрось искушение угадать.
Должен существовать один — и, желательно, только один — очевидный способ сделать это.
Хотя он поначалу может быть и не очевиден, если вы не голландец
Сейчас лучше, чем никогда.
Хотя никогда зачастую лучше, чем прямо сейчас.
Если реализацию сложно объяснить — идея плоха.
Если реализацию легко объяснить — идея, возможно, хороша.
Пространства имён — отличная штука! Будем делать их побольше!

множества языков программирования:
ABC (англ.) — отступы для группировки операторов, высокоуровневые структуры данных (map) (фактически, Python создавался как попытка исправить ошибки, допущенные при проектировании ABC);
Modula-3 — пакеты, модули, использование else совместно с try и except, именованные аргументы функций (на это также повлиял Common Lisp);
Си, C++ — некоторые синтаксические конструкции (как пишет сам Гвидо ван Россум — он использовал наиболее непротиворечивые конструкции из С, чтобы не вызвать неприязнь у Си-программистов к Python[11]);
Smalltalk — объектно-ориентированное программирование;
Lisp — отдельные черты функционального программирования (lambda, map, reduce, filter и другие);
Fortran — срезы массивов, комплексная арифметика;
Miranda — списочные выражения;
Java — модули logging, unittest, threading (часть возможностей оригинального модуля не реализована), xml.sax стандартной библиотеки, совместное использование finally и except при обработке исключений, использование @ для декораторов;
Icon — генераторы.
Большая часть других возможностей Python (например, байт-компиляция исходного кода) также была реализована ранее в других языках.

< 10 and 1 <= b < 20

(a < b) and "меньше" or "больше или равно"

Ленивые операции

"строка" + 'строка' """тоже строка""" u"Юникод-строка" True or False # булевы литералы
3.14 # число с плавающей запятой
012 + 0xA # числа в восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления
1 + 2j # целое число и мнимое число
[1, 2, "a"] # список
(1, 2, "a") # кортеж
{'a': 1, 'b': 'B'} # словарь
lambda x: x**2 # неименованная функция

# возведение 2 в степень 100
1267650600228229401496703205376L
>>> from math import * # импорт математических функций
>>> sin(pi * 0.5) # вычисление синуса от половины пи
1.0
>>> help(sorted) # помощь по функции sorted
Help on built-in function sorted in module __builtin__:
sorted(...)
sorted(iterable, cmp=None, key=None, reverse=False) --> new sorted list

Режим калькулятора