Пратт Т. Языки программирования. Разработка и реализация

Подождите немного. Документ загружается.

24 Глава 1. Проблемы разработки языка

тем выдавала два выходных файла, содержащих обновленные платежные ведомо

сти и платежные чеки). Такая операционная среда называется средой пакетной

обработки (batchprocessing), поскольку входные данные группируются в пакеты

внутри файлов

и в виде пакетов обрабатываются программой. 80колонная пер

фокарта, или карта Холлерита (Hollerith card), названная так по имени Германа

Холлерита (Herman Hollerith), придумавшего ее для переписи населения США в

1980 г., была неотъемлемой частью компьютеров 60х гг.

Такие языки, как FORTRAN, COBOL и Pascal, изначально разрабатывались

под пакетную среду выполнения, хотя сейчас могут использоваться в интерактив

ной и встроенной операционной средах.

Интерактивные среды. В начале 70х гг., ближе к концу эпохи универсальных

ЭВМ, появилось интерактивное программирование. Чтобы не использовать при

создании программы пачку перфокарт, к компьютеру были подсоединены элект

роннолучевые мониторы. В результате исследований, проведенных в 60е гг. в рам

ках проекта по разработке компьютера на основе микропроцессоров (MAC —

microprocessorarray computer) и операционной системы Multics, осуществлявше

гося в MIT, появились компьютеры с возможностью разделения времени. В таких

системах каждому пользователю выделялись небольшие кванты процессорного

времени. Так, например, если каждому пользователю компьютера выделяются кван

ты в 25 мс и к компьютеру подключено 20 пользователей, то каждый из них за одну

секунду может использовать два раза по 25 мс (или 50 мс). Поскольку пользовате

ли зачастую тратят большую часть компьютерного времени на обдумывание за

дач, а не на непосредственное взаимодействие с компьютером, то те немногие, кто

в данный момент реально используют компьютер, имеют возможность пользоваться

большим количеством временем, чем отведенная им квота в два отрезка времени в

секунду.

При использовании интерактивной среды пользователь общается с програм

мой во время ее выполнения посредством дисплея, на который выводятся выход

ные данные, и клавиатуры или мыши, позволяющей вводить информацию. При

мерами являются системы обработки текстов, электронные таблицы, видеоигры,

системы обработки баз данных и системы компьютерного обучения. Наверняка

читатель хорошо знаком со всеми приведенными примерами.

Влияние на языки программирования. В языках, разработанных для пакетной

среды, файлы обычно являются основой для большинства структур вводавывода.

Хотя файлы также можно использовать и для интерактивного вводавывода на

терминал, в этих языках не было необходимости в реализации специальной воз

можности интерактивного вводавывода. Например, файлы обычно хранятся в виде

записей фиксированной длины, однако при интерактивном вводе данных програм

ма должна считывать каждый символ по мере его введения с клавиатуры. Также

обычно структура вводавывода не обеспечивает доступа к специальным устрой

ствам вводавывода, используемым во встроенных системах.

Здесь под файлом понимается картотека или набор подшитых бумаг (основное значение англий

ского слова file), а не широко используемый в современной информатике термин для обозначения

именованной области связанных данных на внешнем носителе информации (например, диске). Пер

фокарты чемто напоминали карточки в библиотечных каталогах, поэтому собранные вместе они

также назывались файлом. — Примеч. науч. ред.

Ошибки, вызывающие остановку выполнения программы в средах пакетной

обработки, допустимы, но они дорого обходятся, поскольку после исправления

ошибки программу нужно запускать заново. Также в этих средах программист не

имеет возможности немедленно исправить вручную обнаруженную ошибку. Та

ким образом, при разработке этих языков возможностям обнаружения и обработ

ки ошибок и исключительных ситуаций непосредственно в программе придава

лось большое значение. Программа должна была обрабатывать наиболее вероятные

ошибки и продолжать свое выполнение без какихлибо остановок.

Третьей отличительной характеристикой среды пакетной обработки является

отсутствие временных ограничений на выполнение программы. Обычно в языке,

разработанном для такой среды, не заложены средства для отслеживания скорос

ти выполнения или прямого ее контроля.

Операции интерактивного вводавывода существенно отличаются от стандарт

ных операций с файлами, которые заложены в большинстве языков, разработан

ных для пакетных сред обработки. И это затрудняет адаптацию подобных языков

программирования к интерактивным средам. Эти различия описаны в разделе 5.3.3.

Например, язык C включает в себя функцию доступа к строкам текстового файла,

а также функцию, которая выводит на терминал все символы, вводимые пользова

телем с клавиатуры, в то время как в языке Pascal прямой ввод текста с терминала

выглядит очень громоздко. Этим объясняется популярность использования язы

ка C (и разработанного на его основе C++) для написания интерактивных про

грамм.

Также в интерактивных средах используется совершенно другой подход к об

работке ошибок. Если пользователь вводит неправильные входные данные с кла

виатуры, программа может вывести сообщение об ошибке и предложить произ

вести исправления. Средства языка для обработки ошибок внутри программы

(например, возможность пропустить ошибку и выполнять программу дальше) ста

новятся менее существенными. Хотя (в отличие от сред пакетной обработки) за

вершение работы программы в связи с возникшей ошибкой, как правило, не при

меняется.

Часто в интерактивных программах приходится использовать некоторые вре

менные ограничения. Например, в видеоиграх, если пользователь в течение опре

деленного времени не реагирует на выведенную сцену, активизируется некоторая

реакция со стороны программы. Если интерактивная программа работает настолько

медленно, что не успевает отвечать на вводимую команду в течение разумного вре

мени, она считается непригодной для использования.

Эра персональных компьютеров

Если заглянуть в прошлое, то эра универсальных ЭВМ с разделением времени

продлилась очень недолго — с начала 70х до середины 80х. На смену им пришли

персональные компьютеры.

Персональные компьютеры. 70е гг. могут быть названы эрой миникомпьюте

ров. Они были значительно меньше и дешевле стандартных универсальных ЭВМ

того времени. Аппаратные технологии шли вперед семимильными шагами. Мик

рокомпьютеры, в которых целый процессор размещался на одной квадратной пла

стинке из пластика или кремния размером одиндва дюйма, с каждым годом ста

1.2. Краткая история языков программирования

26 Глава 1. Проблемы разработки языка

новились все быстрее и дешевле. Стандартные универсальные ЭВМ уменьшились

в размерах и из комнаты, заполненной стойками и накопителями на магнитных

лентах, превратились в декоративную офисную машину 3–5 футов

в длину и 3–4

фута в высоту.

В 1978 г. компания Apple выпустила компьютер Apple II, первый понастояще

му коммерческий персональный компьютер. Он представлял собой небольшую

настольную машину, на которой запускался BASIC. Эта машина оказала огромное

влияние на рынок образовательных услуг, однако деловой мир скептически отнес

ся к минимизированному компьютеру Apple.

Состояние дел изменилось в 1981 г. Фирма IBM выпустила свой персональ

ный компьютер, а фирма Lotus разработала свое приложение Lotus 1–2–3, осно

ванное на программе обработки электронных таблиц VisiCalc. Эта программа стала

первой из прикладных программ«приманок» (для расширения круга потенциаль

ных заказчиков), которыми промышленность была вынуждена пользоваться. Имен

но с этого момента персональные компьютеры стали пользоваться неожиданным

прежде успехом.

Началом современной эры персональных компьютеров можно считать январь

1984 г., когда в США проходили матчи на кубок по американскому футболу. Именно

во время трансляции матчей на этот кубок по телевидению и была показана рекла

ма компьютера Macintosh фирмы Apple. Он характеризовался оконным графиче

ским пользовательским интерфейсом с мышью для ввода данных. Хотя фирма

Xerox разработала эту технологию в своем исследовательском центре PARC (Palo

Alto Research Center) раньше, компьютер Macintosh стал первым коммерческим

применением данной технологии. Позже внешний вид интерфейса Macintosh был

заимствован компанией Microsoft для своей операционной системы Windows и

стал основным для персональных компьютеров.

С течением времени компьютеры становились все дешевле и работали быстрее.

Компьютер, использовавшийся при написании этой книги, работает в 200–400 раз

быстрее, имеет в 200 раз больше памяти, в 3000 раз больше дискового простран

ства и стоит в три раза дешевле первых персональных компьютеров, цена кото

рых 20 лет назад была $5000. Кроме того, он более мощный, чем те универсальные

ЭВМ, которым он пришел на смену.

Среда встроенных систем. Встроенные компьютеры являются боковой ветвью

развития персональных компьютеров. Встроенной компьютерной системой назы

вается система, которая управляет частью более крупной системы, такой как про

мышленный завод, станок, автомобиль или даже тостер. Поскольку компьютерная

система стала составной частью более крупных систем, то ее неисправность обыч

но означает сбой в работе всей системы в целом. В отличие от обычных персональ

ных компьютеров, где неудобства от сбоя программы обычно связаны лишь с не

обходимостью ее перезапуска, сбой встроенного приложения может быть связан с

угрозой для человеческой жизни. Изза сбоя автомобильного компьютера может

произойти авария на скоростной трассе. Сбой компьютера в атомной промышлен

ности может вызвать перегрев атомного реактора, а сбой компьютера в больнице

может привести к прекращению мониторинга пациентов. В конце концов, изза

3 фута = 1 ярд = 0,91439841 м. — Примеч. науч. ред.

сбоя в ваших электронных часах вы можете опоздать на заседание или встречу.

Поэтому к надежности и точности приложений, используемых в таких областях,

предъявляются повышенные требования. В этой области широко используются

языки Ada, С, C++, поскольку они отвечают специфическим требованиям сред

встроенных систем.

Влияние на языки программирования. С появлением персональных компью

теров вновь изменилась роль языка. Во многих прикладных областях производи

тельность перестала быть основным требованием. Компьютер, снабженный таким

удобным пользовательским интерфейсом, как многооконный интерфейс Windows,

полностью управляется одним пользователем. Благодаря достаточно низким це

нам на компьютеры отпала необходимость в разделении времени. Задачей перво

степенной важности стала разработка языков с хорошей интерактивной графикой.

В настоящее время основным типом пользовательского интерфейса являются

интерфейсы с «оконной» конфигурацией. Пользователи персональных компью

теров, как правило, хорошо знакомы с многооконным интерфейсом: такие поня

тия, как окно, значок, полоса прокрутки, меню и другие многочисленные элемен

ты управления графического интерфейса стали привычными для абсолютного

большинства пользователей. Однако программирование таких пакетов программ

может оказаться сложным делом. Поэтому поставщики операционных систем с

многооконными пользовательскими интерфейсами создают специальные библио

теки пакетов для работы с окнами. Для облегчения разработки приложений разра

ботчики первым делом должны ознакомиться с этими библиотеками.

Естественной моделью для данной среды является объектноориентированное

программирование. Использование языков Java и C++ с их иерархией классов

облегчает взаимодействие с пакетами, разработанными сторонними производи

телями.

Программы, написанные для встроенных систем, обычно работают без основ

ной операционной системы и обычной среды взаимодействия с файлами и устрой

ствами вводавывода. Наоборот, такие программы должны обращаться к нестан

дартным устройствам вводавывода через специальные процедуры, учитывающие

все особенности конкретного устройства. Поэтому в языках, используемых для

встроенных систем, файлам и связанным с ними операциям вводавывода уделя

ется меньше внимания. Доступ к специальным устройствам, как правило, осущест

вляется с использованием тех средств языка программирования, которые обеспечи

вают доступ к конкретным аппаратным регистрам, областям памяти, обработчикам

прерываний или к подпрограммам, написанным на ассемблере или другом языке

низкого уровня.

Во встроенных системах особенно важна обработка ошибок. Обычно каждую

программу составляют так, чтобы она могла самостоятельно обработать любую

ошибку и принять меры для восстановления и продолжения своей работы. Как

правило, завершение работы программы при возникновении ошибки не считается

допустимым выходом из положения, кроме случаев катастрофического сбоя систе

мы. Кроме того, в таких системах обычно нет пользователя, который мог бы в интер

активном режиме устранить ошибку.

Встроенные системы, как правило, работают в режиме реального времени, то

есть большая система, в которую интегрирована компьютерная система, требует

1.2. Краткая история языков программирования

28 Глава 1. Проблемы разработки языка

от нее ответов на запросы и выдачу выходного сигнала в течение строго опреде

ленных интервалов времени. Например, управляющий самолетом компьютер дол

жен мгновенно реагировать на изменение высоты и скорости полета. Для функцио

нирования этих программ в режиме реального времени язык должен поддерживать

такие возможности, как отслеживание интервалов времени, реакция на задержку

сверх установленного времени (которая может означать сбой некоторой части си

стемы), запуск и завершение определенных действий в назначенное время.

Наконец, встроенная компьютерная система обычно является распределенной

системой, состоящей из нескольких компьютеров. Программа, работающая в та

ких распределенных системах, обычно состоит из ряда одновременно выполняе

мых задач, каждая из которых управляет одной из частей системы или наблюдает

за ней. Главная программа, если таковая существует, занимается только запуском

этих задач. Будучи однажды запущенными, эти задачи обычно выполняются од

новременно и независимо друг от друга, поскольку необходимость в их остановке

возникает, только если по какойлибо причине происходит сбой или остановка всей

системы.

Сетевая эра

Распределенная обработка данных. По мере того как в 80е гг. компьютеры ста

новились более быстродействующими, меньше в размерах и дешевле, они начали

проникать в деловой мир. В фирме могла иметься главная машина для обработки

корпоративных данных, таких как начисление заработной платы, а в каждом отде

ле мог стоять локальный компьютер для обеспечения технической поддержки —

обработки инструкций, написания отчетов и т. д. Для бесперебойной работы орга

низации информация с одного компьютера должна была передаваться для после

дующей обработки на другой. Например, из отдела сбыта необходимо послать

оплаченный заказ в производственный отдел, а финансовому отделу нужна ин

формация по бухгалтерскому учету. Для использования в крупных организациях

были разработаны локальные вычислительные сети (ЛВС) с архитектурой кли

ент–сервер, использующие линии телекоммуникаций для связи между компью

терами. Программасервер должна обеспечивать доступ к информации, а множе

ственные клиентские программы могут запрашивать сервер для получения этой

информации.

Известным примером приложения клиент–сервер является система брониро

вания авиабилетов. На мощном компьютере должна находиться база данных рас

писания авиарейсов. Турагент (или путешественник) запускает клиентскую про

грамму, которая выдает ему информацию о полетах. Если требуется информация

по другому рейсу, клиентская программа пошлет запрос серверу на получение или

загрузку на клиентский компьютер соответствующей информации. Таким обра

зом, одно серверное приложение может обслуживать множество клиентских про

грамм.

Интернет. В середине 90х гг. наблюдалось преобразование распределенных

ЛВС в международную глобальную сеть Интернет. В 1970 г. DARPA (Defense

Advanced Research Projects Agency) начало разработку проекта по соединению уни

версальных вычислительных машин в большую, надежную и защищенную сеть.

Целью ее создания было обеспечение избыточности на случай войны, так чтобы

военные могли иметь доступ к компьютерам из любой точки страны. К счастью,

сеть ARPANET не пришлось использовать для этих целей, и с середины 80х гг.

военная сеть ARPANET преобразовалась в ориентированную на исследователей

сеть Интернет. Впоследствии в сеть добавлялись новые компьютеры, и в настоя

щее время во всем мире каждый пользователь может подключить свой компьютер

к сети Интернет. Миллионы машин соединены в динамически изменяемый комп

лекс сетевых серверов.

На заре функционирования глобальной сети Интернет доступ в нее требовал

наличия двух типов компьютеров. Пользователь должен был находиться за кли

ентским персональным компьютером. Для получения информации он должен

был подсоединиться к соответствующему серверу. Для этого использовались про

токолы telnet и протокол передачи файлов FTP (file transfer protocol). Протокол

telnet позволял на компьютере пользователя эмулировать удаленный терминал

сервера, что позволяло пользователю непосредственно общаться с удаленным

сервером, в то время как протокол FTP просто позволял клиентской машине по

сылать файлы на сервер или получать их с сервера. В обоих случаях пользова

тель должен был знать, на какой именно машине находится необходимая ему

информация.

В то же самое время был разработан третий протокол — простой протокол пе

редачи сообщений (SMTP — Simple Mail Transfer Protocol). Протокол SMTP —

основа сегодняшней электронной почты. Каждый пользователь имеет локальное

регистрационное имя на клиентской машине, а каждая машина имеет уникаль

ное собственное имя (например, mvz —регистрационное имя автора этой книги,

а aaron.cs.umd.edu — уникальное собственное имя машины, подключенной к Ин

тернету). Послать сообщение можно, используя программу, поддерживающую про

токол SMTP, и зная имя пользователя и имя машины, на которой он зарегистри

рован (например, mvz@aaron.cs.umd.edu). Здесь важно отметить, что, как правило,

нет необходимости знать точный адрес компьютера, на котором зарегистрирован

данный пользователь (например, достаточно использовать адрес mvz@cs.umd.edu).

Нет никакой необходимости знать точный адрес машины в Интернете.

В конце 80х основной целью стало упрощение поиска информации в Интерне

те. Прорыв в этом направлении осуществился в Европейском институте ядерных

исследований (CERN), находящемся в Женеве (Швейцария). БернерсЛи (Berners

Lee) разработал концепцию гиперссылок в рамках языка HTML (HyperText Markup

Language) как способа навигации в Интернете. После создания в 1993 г. webбрау

зера Mosaic и добавления к Интернеттехнологиям протокола передачи гипертек

стов HTTP (HyperText Transfer Protocol) наконецто произошло открытие Ин

тернета для широких слоев населения. К концу XX столетия изменилась целая

структура поиска информации и получения знаний, так как наличие доступа к

Интернету (имеющегося у значительной части населения) позволяет отыскивать

необходимые сведения в любом уголке Всемирной паутины.

Влияние на языки программирования. Появление Всемирной паутины (WWW —

World Wide Web) вновь изменило роль языков программирования. Вычисления

снова стали централизованными, но существенно иным образом, нежели в ран

нюю эру универсальных компьютеров. По всему миру создаются крупные серве

ры информационных архивов. Для получения информации пользователи подклю

1.2. Краткая история языков программирования

30 Глава 1. Проблемы разработки языка

чаются к этим серверам через Интернет, а для ее обработки (например, для созда

ния отчета) используют локальные клиентские машины. Вместо того чтобы рас

пространять миллионы копий нового программного обеспечения, поставщик мо

жет просто выложить продукт на сайт WWW, а пользователь может загрузить его

себе на машину для локального использования. Чтобы пользователь мог загру

зить программный продукт, а поставщик программного обеспечения имел возмож

ность получить плату за использование этого продукта, необходим язык про

граммирования, позволяющий вести диалог между клиентским компьютером и

сервером. Развитие электронной торговли напрямую зависит от наличия языков с

такими возможностями.

Изначально webстраницы были статическими: можно было просмотреть текст,

рисунки или графики. Для доступа к другой странице пользователь мог щелкнуть

на ее адресе URL (Uniform Resource Locator). Однако для развития электронной

коммерции информация должна передаваться в обоих направлениях между кли

ентской машиной и сервером, поэтому webстраницы должны были стать более

активными. Подобные возможности обеспечиваются такими языками программи

рования, как Perl и Java.

Использование WWW поставило перед языками такие проблемы, которые не

были очевидны в предыдущие две эры. Одна из них — безопасность. Посетитель

webсайта должен быть уверен в том, что его владелец не имеет злого умысла и не

испортит клиентский компьютер, удалив с него информацию. Эта проблема, ха

рактерная для систем с разделением времени, отсутствует для персональных ком

пьютеров, к которым, в принципе, имеет доступ только сам пользователь. Сле

довательно, доступ со стороны webсервера к локальным файлам пользователя

должен быть ограничен.

Еще одна важная проблема — производительность. Хотя персональные компь

ютеры стали очень быстродействующими, линии связи, соединяющие пользова

теля с Интернетом, как правило, имеют ограниченную скорость передачи. Вдоба

вок, хотя сами машины достаточно быстры, при подключении к серверу достаточно

большого количества пользователей он может оказаться перегружен. Чтобы избе

жать возникновения таких ситуаций, можно обрабатывать информацию на клиент

ской машине, а не на сервере. Чтобы разгрузить сервер за счет клиентской маши

ны, он должен переслать клиенту небольшую исполняемую программу. Проблема

состоит в том, что сервер не знает, каким компьютером является клиентская ма

шина, поэтому не ясно, какого вида должна быть исполняемая программа. Далее

мы подробно рассмотрим язык Java, который был специально разработан для ре

шения этой проблемы.

1.2.3. Области применения

Выбор подходящего языка программирования для решения той или иной задачи

часто зависит от того, к какой предметной области она принадлежит. Спектр язы

ков программирования, применяемых для решения прикладных задач из различ

ных предметных областей, за последние 30 лет претерпел значительные изменения.

В табл. 1.1 подведены итоги использования различных языков программирования

в различных предметных областях и в разные периоды.

Таблица 1.1. Использование языков в различных областях

Период Область применения Основные языки Другие языки

1960е гг. Обработка деловой информации COBOL Assembler

Научные вычисления FORTRAN ALGOL, BASIC, APL

Системная область Assembler JOVIAL, Forth

Искусственный интеллект LISP SNOBOL

Настоящее Обработка деловой информации COBOL, C++, Java, C, PL/1, 4GLs

время spreadsheet

Научные вычисления FORTRAN, C, C++, BASIC

Java

Системная область C, C++, Java Ada, BASIC,

Modula

Искусственный интеллект LISP, Prolog

Издательская деятельность TeX, Postscript,

текстовые

процессоры

Создание процессов UNIX, shell, TCL, AWK, Marvel, SED

Perl, JavaScript

Новые парадигмы ML, Smalltalk Eifell

Приложения 60)х

Программные приложения, которые в 60е гг. интенсивно разрабатывались, мож

но разделить на четыре основных типа: обработка деловой информации, научные

вычисления, системное программирование, системы искусственного интеллекта.

Приложения для обработки деловой информации. Большинство приложений

этого типа, сегодня чаще называемых бизнесприложениями, было предназначено

для обработки огромного количества данных и выполнялось на больших «желез

ных» универсальных машинах (big iron mainframes). Класс приложений этого типа

включал в себя программы для учета поступления заказов, управления ресурсами

и персоналом, а также для начисления зарплаты. Они были предназначены для

считывания больших объемов данных, собранных за длительный период времени

и хранящихся на магнитных лентах, и созданию новых данных, обновленных

в результате незначительных преобразований. Чтобы понять, как это выглядело,

посмотрите любой научнофантастический фильм 60х гг. Крутящиеся бобины

с лентами в этих фильмах служили символом современных компьютерных техно

логий.

Для создания таких приложений был разработан язык COBOL. Разработчики

этого языка приложили немало усилий, чтобы обеспечить корректную обработку

данных. Класс бизнесприложений включает в себя также деловое планирование,

анализ риска и оценку возможных вариантов. В 60е гг. программисту, использо

вавшему COBOL, обычно требовалось несколько месяцев на создание типичного

приложения оценки возможных вариантов.

Научные вычисления. Приложения этого класса сводятся к нахождению ре

шений различных математических уравнений. Они включают в себя задачи чи

сленного анализа, решения дифференциальных и интегральных уравнений и зада

1.2. Краткая история языков программирования

32 Глава 1. Проблемы разработки языка

чи статистики. Для применения именно в этой области изначально и создавались

компьютеры — для составления баллистических таблиц во время Второй мировой

войны. Здесь всегда доминировал FORTRAN. Его синтаксис всегда был бли

зок к математическому языку, и ученым было легко использовать его.

Системная область. Для создания операционных систем и реализации компи

ляторов в то время не существовало эффективного языка. Такие приложения долж

ны были иметь доступ ко всем функциональным возможностям и ресурсам аппа

ратной части компьютера. Для достижения максимальной эффективности часто

выбирался язык ассемблер. В некоторых проектах Министерства обороны США

использовался JOVIAL — разновидность языка ALGOL, кроме того, вплоть до кон

ца 60х для таких приложений использовались также языки типа PL/I.

Еще одна близкая область — управление технологическим процессом и управ

ление оборудованием. В связи с дороговизной и большими размерами компьюте

ров того времени большинство таких приложений (например, программа управле

ния электростанцией или автоматической линией сборки) были больших объемов.

Хотя обычно для этих целей использовался ассемблер, для применения в этой об

ласти были разработаны такие языки, как Forth.

Искусственный интеллект. Искусственный интеллект в те годы был относи

тельно новой областью исследований, и в разработке приложений в ней домини

ровал язык LISP. Отличительной особенностью программ, написанных на этом

языке, является реализация алгоритмов, осуществляющих поиск в больших объ

емах данных. Например, при игре в шахматы компьютер генерирует множество

потенциальных ходов, а затем в течение отведенного на один ход времени выбира

ет наилучший вариант.

Приложения XXI века

В свое время язык Ada был разработан с целью устранения дублирования возмож

ностей в конкурирующих между собой языках программирования. В настоящее

время ситуация гораздо более сложная, чем в 60е гг. Сейчас мы имеем больше

областей применения, для которых разработаны и реализованы специализирован

ные языки программирования, хорошо адаптированные к решению возникающих

в этих областях задач. Более того, в каждой области применения существует не

сколько подобных языков.

Приложения для обработки деловой информации. Попрежнему основным

языком в этой области остается COBOL, хотя иногда используются языки C и C++.

Однако сценарий оценки возможных вариантов кардинально изменился. Элект

ронные таблицы, используемые на персональных компьютерах, полностью ре

формировали эту область применения. В то время как раньше программист тра

тил несколько месяцев на создание обычной программы делового планирования,

теперь аналитик может за несколько часов составить много таких таблиц.

Языки четвертого поколения 4GL (Fourth Generation Languages) также заняли

определенную нишу в этой области. Языки 4GL — это языки, специально адапти

рованные под конкретные области применения обработки деловой информации;

как правило, они имеют средства для создания оконного интерфейса и простой

доступ к записям базы данных. Также предусмотрены специальные возможности

для создания форм заполнения стандартного бланка и генерирования красиво

оформленных отчетов. Иногда компиляторы языков 4GL в качестве результата

выдают программы на языке COBOL.

В 1996 г., когда вышло предыдущее издание этой книги, не было даже такого

термина, как электронная коммерция (ecommerce). Это понятие, обозначающее

ведение коммерческой деятельности через Интернет (продажа различных товаров

через виртуальные магазины, предоставление услуг через электронные офисы),

сильно изменило природу бизнеспрограммирования. Средства, позволяющие ве

сти диалог пользователя (то есть покупателя) и компании (продавца) посредством

Всемирной паутины, дали толчок к развитию новой роли языков программирова

ния. Язык Java был разработан для обеспечения конфиденциальности частной

жизни пользователя, а такие языки, как Perl и JavaScript позволяют продавцу по

лучить от пользователя сведения, необходимые для проведения сделки.

Научные вычисления. Здесь попрежнему FORTRAN не сдает своих позиций,

хотя языки Java и C++ вполне успешно конкурируют с FORTRAN 90.

Системная область. В этой области доминирует язык C, созданный в конце

60х гг., и его более новый вариант C++. Язык C обеспечивает очень эффективное

выполнение программ и позволяет программисту получить полный доступ к опе

рационной системе и аппаратной части. Кроме того, используются такие языки,

как Modula и современный вариант BASIC. Хотя язык Ada и создавался для при

менения в этой области, он не получил здесь статуса основного языка. Програм

мирование на языке ассемблер стало анахронизмом.

С появлением недорогих микропроцессоров, используемых в автомобилях,

микроволновых печах, видеоиграх и электронных часах, возросла необходимость

в языках, позволяющих писать программы для работы в реальном времени. К та

ким языкам относятся C, Ada и C++.

Искусственный интеллект. Здесь попрежнему используется LISP, хотя на

смену MIT LISP 1.5 начала 60х пришли современные версии Scheme и Common

LISP. Также развился Prolog. Оба языка признаны наиболее подходящими для

задач поиска оптимального решения.

Издательская деятельность. Издательская деятельность является относительно

новой областью применения языков программирования. Системы обработки тек

стов имеют свой собственный синтаксис входных команд и выходных файлов. Эта

книга была написана с помощью системы обработки текстов T

X. Можно сказать

(за недостатком более подходящего термина), что главы компилировались по мере

написания, то есть в них вставлялись ссылки на рисунки и таблицы, размещались

сами рисунки и текст разбивался на абзацы.

Транслятор T

X создает программу на языке описания страниц Postscript. Хотя

Postscript, как правило, является выходным форматом текстового процессора, у не

го есть собственный синтаксис и семантика, и текст может быть откомпилирован

подходящим процессором. Обычно документы печатаются на лазерном принтере.

Некоторые настаивают на программировании непосредственно в Postscript, но на

сегодняшний день это выглядит так же глупо, как и программирование на языке

ассемблер в начале 60х (см. раздел 12.1).

Процессы. В 60е гг. программист активно участвовал в работе компьютеров.

Для выполнения какойлибо задачи он должен был дать соответствующую коман

ду, которая затем исполнялась компьютером. Однако в настоящее время для управ

1.2. Краткая история языков программирования