Definirea si clasificarea limbajelor de programare

Definirea si clasificarea limbajelor de programare

Un limbaj de programare este o tehnica de comunicare standardizata pentru transmiterea de instructiuni catre un computer. Un limbaj de programare are definite un set de reguli sintactice si semantice. Un limbaj da posibilitatea programatorului sa specifice cu ce fel de date va lucra computerul si ce actiuni va executa acesta in anumite situatii precizate.

Dupa cum am precizat anterior, exista mai multe categorii de limbaje, pe care le vom clasifica in continuare:

• Dupa modul de specificare a instructiunilor:

limbaje procedurale; ex. C, Java, Perl

limbaje neprocedurale: ex. LISP, Haskell, Clips, Prolog

• Dupa nivelul de abstractizare (care cuantifica usurinta cu care pot fi citite de catre programatori):

limbaje de generatia I: limbajele cod-masina

limbaje de generatia a doua: limbajele de asamblare

limbaje de generatia a treia: limbaje de nivel inalt, cum ar fi C-ul (si toate derivatele sale: C++, Java, ), Pascal, Fortran, etc.

limbaje de generatia a patra: limbajele neprocedurale, orientate pe rezolvarea unei anumite clase de probleme: SQL

limbaje de generatia a cincea: limbaje utilizate in domenii precum logica fuzzy, inteligenta artificiala, sau retelele neuronale: Prolog, LISP,

Pentru executarea unui program scris intr-un limbaj oarecare, exista, in principiu, doua abordari: compilare sau interpretare.

Unele limbaje se preteaza bine la compilare; de exemplu limbajele clasice: Pascal, Fortran, C. Alte limbaje sunt in mod predilect interpretate, de ex. BASIC, PHP, SQL. Multe limbaje moderne combina compilarea cu interpretarea: codul sursa este compilat intr-un limbaj binar numit bytecode, care la rulare este interpretat de catre o masina virtuala. De remarcat faptul ca unele interpretoare de limbaje pot folosi compilatoare just-in-time, care transforma codul in limbaj masina chiar inaintea executarii.

O alta clasificare a limbajelor de programare se poate face dupa destinatia lor:

R    Limbaje generale - care pot fi folosite (cel putin teoretic) in scrierea oricarui tip de programe:

BASIC (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code) este un limbaj de programare de nivel inalt a calculatoarelor, foarte asemanator cu limba engleza, ceea ce il face usor de memorat si ideal pentru incepatori. Limbajul de programare a fost dezvoltat in de catre John G. Kemeny si Thomas E. Kurtz la Dartmouth College. Unul dintre cele mai bune editoare, compilatoare si depanatoare pentru incepatorii in acest limbaj este QBASIC (Quick Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code) care poate fi descarcat gratuit. O varianta de BASIC foarte populara este si Visual Basic, creata de catre Microsoft. Aceasta este adresata mai mult avansatilor. Visual Basic permite crearea de aplicatii relativ complexe prin manipularea vizuala a unor componente.

C este un limbaj de programare standardizat, compilat, de nivel mediu. Este implementat pe marea majoritate a platformelor de calcul existente azi, si este cel mai popular limbaj de programare pentru scrierea de software de sistem. Este apreciat pentru eficienta codului obiect pe care il poate genera, si pentru portabilitatea sa. A fost dezvoltat la inceputul anilor 1970 de Ken Thompson si Dennis Ritchie, care aveau nevoie de un limbaj simplu si portabil pentru scrierea nucleului sistemului de operare UNIX. Sintaxa limbajului C a stat la baza multor limbaje create ulterior si inca populare azi: C++, Java, JavaScript, C#.)

C++ : pronuntat 'si plas plas', este un limbaj de programare general. Este un limbaj multi-paradigma cu verificarea statica a tipului variabilelor ce suporta programare procedurala, abstractizare a datelor, programare orientata pe obiect. In anii '90, C++ a devenit unul din cele mai populare limbaje de programare comerciale. Nimeni nu detine C++ insa, acesta fiind gratuit. Bjarne Stroustrup de la Bell Labs a dezvoltat C++ (initial denumit "C cu Clase") in anii ca o serie de imbunatatiri ale limbajului C. Acestea au inceput cu adaugarea de clase apoi de functii virtuale, supraincarcarea operatorilor, mostenire multipla, template-uri si exceptii. Limbajul de programare C++ a fost standardizat in ca si ISO 14882:1998, versiunea curenta fiind din 2003, ISO 14882:2003.

• C# este un limbaj de programare orientat-obiect conceput de Microsoft la sfarsitul anilor 90. A fost conceput ca un concurent pentru limbajul Java. Ca si acesta, C# este un derivat al limbajului de programare C++.)
• Clips - Limbajul de programare CLIPS este un shell evoluat pentru dezvoltarea de sisteme expert. El se incadreaza in paradigma limbajelor bazate pe reguli de productie si implementeaza o cautare inainte. CLIPS a fost dezvoltat de Software Technology Branch la NATO Lyndon B. Johnson Space Center. Prima versiune aparand in 1986, in august 1998 ajunsese la versiunea 6.10, aceasta evolutie semnificand un sir impresionant de imbunatatiri si extinderi ale limbajului.
• Cobol (Common Business - Oriented Language): este unul dintre primele limbaje de programare importante proiectat pentru calcule economice.
• Fortran (sau FORTRAN) este un limbaj de programare nascut in anul 1950 si care este inca folosit dupa jumatate de secol de existenta. Numele sau isi are originea din 'Formula Translator'. Desi la inceput a fost un limbaj procedural, cele mai recente versiuni au inclus suport pentru programarea obiectuala.
• Haskell: este un limbaj de programare functionala. Poarta numele lui Curry Haskell.
• Java este un limbaj de programare orientat-obiect, puternic tipat, conceput de Sun Microsystems la inceputul anilor 90. Un program Java compilat, corect scris, poate fi rulat fara modificari pe orice computer (PC, PDA etc.) pe care e instalata o masina virtuala Java (JVM=Java Virtual Machine). Acest nivel de portabilitate (inexistent pentru limbaje mai vechi cum ar fi C) este posibil deoarece sursele Java sunt compilate intr-un format standard numit cod de octeti (byte-code) care este intermediar intre codul masina (dependent de tipul computerului) si codul sursa. Masina virtuala Java este un mediu in care se executa programele Java. In prezent, exista mai multi furnizori de JVM, printre care Sun, IBM, Bea, Oracle, FSF. In 2006, Sun a anuntat ca face disponibila varianta sa de JVM ca open-source. Exista 3 platforme Java definite de Sun Microsystems:

Java Platform, Micro Edition (Java ME) - pentru hardware cu resurse limitate, gen PDA sau telefoane mobile,

Java Platform, Standard Edition (Java SE) - pentru sisteme gen workstation, este ceea ce se gaseste pe PC-uri,

Java Platform, Enterprise Edition (Java EE) - pentru sisteme de calcul mari, eventual distribuite.

JavaScript : este un limbaj de programare orientat obiect, bazat pe conceptul prototipurilor. Limbajul este binecunoscut pentru folosirea in construirea siturilor web, dar de asemenea este folosit pentru acesul la obiecte incastrate (embedded objects) in alte aplicatii. La inceputuri a fost dezvoltat de catre Brendan Eich de la Netscape Communications Corporation sub numele de Mocha, apoi LiveScript, si denumit in final JavaScript. In ciuda numelui si a unor oarecare similaritati in sintaxa, intre JavaScript si limbajul Java nu exista nici o legatura. Ca si Java, JavaScript are o sintaxa ca si C-ului. Pana la inceputurile lui 2005, ultima versiune existenta a fost JavaScript 1.5, care corespunde cu Editia a 3-a ECMA-262, ECMAScript, in alti termeni, o editie standardizata de JavaScript. Versiunile Mozilla incepand cu 1.8 Beta 1 de asemenea au avut suport pentru E4X, care este o extensie a limbajului care are de a face cu XML, definit in standardul ECMA-357. Versiunea curenta de Mozilla, 1.8.1 (pe care sunt construite Firefox si Thunderbird versiunile 2.0) suporta JavaScript versiunea 1.7.

LISP: este un limbaj de programare functional cu un lung istoric. Conceput initial ca un model de calcul (asemanator celui construit de Turing), a devenit limbajul cel mai folosit la crearea aplicatiilor de inteligenta artificiala in anii de glorie ai acestui domeniu (1970-1980). Denumirea provine de la 'LISt Processing'. Specificat initial in 1958, Lisp este cel de-al doilea ca vechime limbaj de programare de nivel inalt; doar Fortran este mai vechi. Precum Fortran, LISP s-a schimbat mult fata de forma initiala, existand de-a lungul vremii o serie de dialecte. Astazi, cele mai raspandite dialecte Lisp sunt Common Lisp si Scheme.

Pascal (si ObjectPascal, folosit de Borland Delphi) : este unul dintre limbajele de programare de referinta in stiinta calculatoarelor, fiind cel care a definit programarea calculatoarelor. Pascal a fost dezvoltat de elvetianul Niklaus Wirth in 1970 pentru a pune in practica programarea structurata, aceasta fiind mai usor de compilat. Unul din marile sale avantaje este asemanarea cu limbajul natural limba engleza, ceea ce il face limbajul ideal pentru cei care sunt la primul contact cu programarea. Pascal este bazat pe limbajul Algol si a fost denumit astfel in onoarea matematicianului Blaise Pascal, creditat pentru construirea primelor masini de calcul numeric. Wirth a mai dezvoltat limbajele Modula-2 si Oberon, similare cu Pascal. Cele mai populare implementari a acestui limbaj au fost Turbo Pascal si Borland Pascal, ambele ale firmei Borland cu versiuni pentru Macintosh si DOS, care i-au adaugat limbajului obiecte si au fost continuate cu versiuni destinate programarii vizuale pentru Microsoft Windows (limbajul Delphi) si pentru Linux (Kylix). In prezent exista si alte implementari mai mult sau mai putin populare, dar gratuite, printre care se remarca Free Pascal si GNU Pascal.

• Perl : este un limbaj de programare dinamic, procedural creat de Lary Wall in 1987. Perl imprumuta caracteristicile limbajelor C, shell, AWK, sed, Lisp si ale multor alte limbaje intr-o masura mai mica.
• PHP : este un limbaj de programare destinat in primul rand Internetului, aducand dinamica unei pagini de web. Este unul din cele mai importante limbaje de programare web open-source si server-side. Numele PHP provine din limba engleza si este un acronim recursiv : Php: Hypertext Preprocessor. Exemple faimoase de utilizare a acestui limbaj sunt PhpBB (forum), PhpNuke(CMS), chiar si MediaWiki, software-ul din spatele Wikipedia. Folosirea PHP poate fi vazuta ca o alternativa gratuita la utilizarea unor limbaje comerciale cum sunt ASP de la Microsoft, ColdFusion de la Macromedia, sau chiar JSP de la Sun Microsystems.
• Prolog : este un limbaj specific inteligentei artificiale ( Prolog - Programming in Logic ) Originea lui apartine lui Alain Calmaureur de la Universitatea din Marsilia, Franta. Initial a fost conceput pentru analiza lexicala. Azi exista mai multe implementari atat open source cat si proprietare. Printre cele mai bune implementari open source existente azi se numara swi-prolog.
• Tcl/TK: (Tool Command Language) este un limbaj de scripting bazat pe siruri de caractere, interpretate la rulare. Aceaste caracteristici ii permit sa fie portabil pe diferite sisteme de operare. Sintaxa sa are numai douasprezece reguli, dar are toate elementele necesare pentru a crea rapid programe in aproape orice domeniu. Permite dezvoltarea de aplicatii grafice care ruleaza pe Windows, Linux, MacOSX si pe multe alte platforme.
• CSS : (Cascading Style Sheets) este un standard pentru formatarea elementelor unui document HTML. Stilurile se pot atasa elementelor HTML prin intermediul unor fisiere externe sau in cadrul documentului, prin elementul <style> si/sau atributul style. CSS se poate utiliza si pentru formatarea elementelor XHTML, XML si SVGL. O resursa buna, in limba romana, pentru incepatorii in CSS este site-ul CssPlaza
• XHTML : eXtensible HyperText Markup Language, sau XHTML, este un limbaj de marcare ce are aceleasi capabilitati expresive ca si HTML, dar cu o sintaxa mai stricta. XHTML poate fi considerat ca incrucisarea dintre HTML si XML in multe privinte, fiind o reformulare a HTML in XML. XHTML 1.0 a devenit o recomandare World Wide Web Consortium (W3C) pe data de 26 ianuarie .

R     Limbaje specifice - sunt limbaje cu o tinta bine definita, folosite de obicei pentru interactiunea cu un anumit program sau sistem.

• ActionScript - limbajul de scripting folosit de Macromedia Flash. Limbajul de programare are la baza standardul ECMA, fiind un limbaj foarte simplu de invatat si inteles.

ASP (si ASP.NET) pentru scripting web, este o tehnologie Microsoft pentru crearea de aplicatii web si servicii web. ASP.NET este succesorul lui ASP(Active Server Pages) si beneficiaza de puterea platformei de dezvoltare .NET si de setul de instrumente oferite de mediul de dezvoltare al aplicatiei Visual Studio .NET. Cateva dintre avantajele ASP .NET sunt:

are un set larg de componente, bazate pe XML, oferind astfel un model de programare orientat obiect (OOP).

ASP .NET ruleaza cod compilat, ceea ce creste performantele aplicatiei web. Codul sursa poate fi separat in doua fisiere, unul pentru codul executabil, iar un altul pentru continutul paginii (codul HTML si textul din pagina) . ASP.NET este compatibil cu pese 20 de limbaje diferite, cele mai utilizate fiind C# si Visual Basic.

• Miva sau MivaScript este un limbaj de programare proprietar utilizat in marea majoritate pentru aplicatii internet (e-commerce). A fost dezvoltat de Miva Corporation (San Diego, California), o filiala a Corporatiei FindWhat. Cu toate ca o multitudine de companii au suport Miva pe serverele lor, Miva Script este mult mai putin cunoscut decat concurentul sau notoriu PHP. Miva Script a fost deseori descris ca fiind un XML modificat. Tagurile miva sunt prefixate cu <Mv. In versiunea actuala se pot remarca tagurile specifice Miva (<MvAssign Name='Variabila' Value='Valoare'>), insa este de remarcat ca motorul proceseaza si tagurile html (<img src=''>) Una dintre cele mai importante functionalitati ale limbajului este suportul nativ al bazelor dBase care au o metoda de indexare (foarte puternica si rapida) proprietara Miva. Variabilele nu au nevoie sa fie declarate pentru a fi initializate. Principalele atuuri ale limbajului sunt:

Programare rapida pentru a ajunge la un rezultat;

Foarte usor de invatat;

Comunitate de programatori solida;

Motor gratuit si usor de instalat .

• SQL - (Structured Query Language - Limbaj Structurat de Interogare) este un limbaj de programare specific lucrului cu bazele de date, devenit un standard in domeniu (standardizat ANSI-ISO), fiind cel mai popular limbaj utilizat pentru crearea, modificarea, regasirea si manipularea datelor de catre SGBD-urile (Sistemele de Gestiune a Bazelor de Date) relationale. Pe langa versiunile standardizate ale limbajului, exista o multime de dialecte si variante, unele proprietare, fiind specifice anumitor SGBD-uri si de asemenea continand extensii pentru a suporta SBD-urile (Sistemele de Baze de Date) obiectuale (obiectual-relationale). SQL permite atat accesul la continutul bazelor de date, cat si la structura acestora.
• FoxPro a fost inventat pe la mijlocul anilor ´80. Creat pentru calculatoarele care foloseau sistemul de operare MS-DOS, era pe atunci limbajul care oferea accesul cel mai rapid la date. In 1992, compania care detinea acest produs a fost cumparata de Microsoft. O data cu lansarea sistemului de operare Windows in anul 1995, Microsoft a realizat o noua versiune FoxPro, adaptata pentru Windows. Din acest moment FoxPro devine OOP ('Object Oriented Programming'), lucrand cu 'obiecte', 'ferestre'; cu alte cuvinte facand trecerea de la programarea in coduri la programarea vizuala. Orice aplicatie scrisa in FoxPro ruleaza nemodificata sub Visual FoxPro, dar motorul intern a fost rescris din temelii pentru a oferi facilitati OOP, cum ar fi mostenirea si polimorfismul. A doua revolutie in istoria FoxPro s-a produs o data cu lansarea versiunii Visual FoxPro 8, aceasta reprezentand inceputul vietii moderne a lui Visual FoxPro pentru ca oferea posibilitatea conectarii la orice surse de date. Visual FoxPro 9 a adus o noua schimbare importanta: sistemul de raportare al limbajului a fost modificat pentru a permite extinderea cu produse scrise chiar de dezvoltatori. In 2007 s-a lansat noua versiune Sedna, care asigura interoperativitatea cu .NET, platforma de programare apartinand   firmei Microsoft.

Tot in aceasta categorie putem aminti:

• Mediul de dezvoltare (engl. development environment, sau integrated development environment - mediu integrat de dezvoltare) este un set de programe care ajuta programatorul in scrierea de alte programe. Un mediu de dezvoltare combina toti pasii necesari crearii unui program (ex.: editarea codului sursa, compilarea, depanarea, testarea, generarea de documentatie) intr-un singur soft, care, de regula, ofera o interfata cu utilizatorul grafica, prietenoasa. Principalele componente ale unui mediu de dezvoltare sunt editorul de cod sursa si depanatorul. Mediile de dezvoltare apeleaza compilatoare, sau interpretoare, care pot veni in acelasi pachet cu mediul insusi, sau pot fi instalate separat de catre programator. Printre facilitatile prezente in mediile de dezvoltare mai sofisticate se numara: exploratoare de cod sursa, sisteme de control al versiunilor, designere de interfete grafice, sau unelte de ingineria programarii (ex. generarea de diagrame UML). De obicei un mediu de dezvoltare este specific unui anumit limbaj de programare, insa exista la ora actuala si medii de dezvoltare care pot lucra cu mai multe limbaje, de ex. Eclipse sau Microsoft Visual Studio.

Exemple  de medii de dezvoltare:

C++ Builder este un mediu de dezvoltare in limbajul C++ produs de firma americana Borland. Pe langa biblioteca standard C++ contine si bibliotecile VCL pentru componente vizuale.

Delphi (numit si Kylix sub Linux) - este un limbaj de programare si un mediu de dezvoltare pentru programe, produs de firma americana Borland. Limbajul Delphi este cunoscut ca Pascal orientat pe obiecte (Pascal cu obiecte). Initial a fost facut pentru sistemele de operare Windows, dar acum se fac versiuni si pentru Linux (denumit Kylix) si Microsoft .NET Framework.

Eclipse este un mediu de dezvoltare open-source scris in Java. De dezvoltarea sa se ocupa Fundatia Eclipse.

KDevelop este un mediu de programare liber pentru KDE. KDevelop nu include un compilator, folosindu-se in loc de compilatoare externe

Turbo Pascal: lansat in 1984, a ajuns repede unul dintre cele mai populare medii de dezvoltare pentru PC. Borland Pascal este numele compilatorului si mediului integrat de dezvoltare pentru limbajul Pascal produs de firma Borland. Borland Pascal 7.0, lansat in 1992, a cuprins si un mediu de dezvoltare pentru Microsoft Windows. Borland Pascal a fost precursorul limbajului si mediului de dezvoltare Borland Delphi.

Microsoft Visual Studio (numit si Visual Studio.NET). Reuneste mediile de dezvoltare mai vechi Visual Basic, Visual C++, Visual J++, Visual InterDev)

• RPG (Report Program GENERATOR) : a fost creat la inceputul anilor 1960 de IBM pentru a raspunde necesitatii companiilor de a crea rapoarte. La inceput, RPG era utilizat doar pentru tiparirea de rapoarte. In prezent RPG este un limbaj de programare procedural si este utilizat in principal pentru crearea de aplicatii in domeniul economic. Programul RPG utilizeaza 3 tipuri de structuri:structuri secventiale, structuri conditionale si structuri repetitive.