باز کردن منو اصلی

تغییرات

جز
←‏جایگزینی با [[وپ:اشتباه|اشتباه‌یاب]]: بویسله⟸به وسیله، بیشتردر⟸بیشتر در، ، درگردشند⟸در گردشند، ، دستورمداری⟸دستور مداری، ، ریزپردازن...
{{ویکی‌سازی}}
 
''''''زبان‌های برنامه‌نویسی'''''' ساختارهای زبانی دستورمداریدستور مداری در [[رایانه|رایانه‌ها]] هستند که به‌وسیلهٔ آنها می‌توان یک [[الگوریتم]] را به‌وسیلهٔ ساختارهای دستوری متفاوت برای اجرای رایانه توصیف کرد و با این روش امکان نوشتن برنامه جهت تولید [[نرم‌افزار|نرم‌افزارهای]] جدید بوجود می‌آید. معمولاً هر زبان برنامه‌نویسی دارای یک محیط نرم‌افزاری برای وارد کردن متن برنامه، اجرا، [[همگردانی]] و رفع اشکال آن هستند.
عموماً زبانهای [[برنامه‌نویسی]] را به پنج نسل تقسیم می‌کنند:
 
* نسل اول [[زبان ماشین]] - زبان صفرو یک
* نسل دوم زبانهایی مانند اسمبلی -قابل فهم تر برای انسان
* نسل سوم زبانهایی مانند کوبول و پی ال وان و... -دستورات قابل فهم تر برای انسان و نیاز به کمپایلرهاکامپایلر ها
* نسل چهارم مثل زبانهای اوراکل و [[فاکس پرو]] و اس کیو الها - نزدیک به محاوره‌های انسانی
* نسل پنج زبانهایی مانند prolog , ops5 - تمرکز بر [[حل مسئله]] و استفاده از الگوریتمهای نوشته شده توسط برنامه نویس
* محدوده برنامه‌ها از متون بسیار کوچک نوشته شده توسط افراد عادی تا سیستم‌های بسیار بزرگ نوشته شده توسط صدها برنامه نویس است
* توانایی برنامه نویس‌ها: از تازه‌کارهایی که بیش از هر چیز به سادگی نیاز دارند تا حرفه‌ای‌هایی که با پیچیدگی قابل توجهی کنار می‌آیند.
* برنامه‌ها باید سرعت، اندازه و سادگی را بسته به سیستم‌ها از ریزپردازندهاریزپردازنده ها تا ابر رایانه‌ها متناسب نگه دارند.
* برنامه‌ها ممکن است یک بار نوشته شوند و تا نسل‌ها تغییر نکنند، و یا ممکن است پیوسته اصلاح شوند.
* در نهایت، برنامه نویس‌ها ممکن است در علایق متفاوت باشند: آنها ممکن است به بیان مسائل با زبانی خاص خو گرفته باشند.
 
یک سیر رایج در گسترش زبان‌های برنامه‌نویسی این است که قابلیت حل مسائلی با درجات انتزاعی بالاتری را اضافه کنند. زبان‌های برنامه‌نویسی اولیه به [[سخت‌افزار رایانه]] گره خورده بودند. همانطور که زبان‌های برنامه‌نویسی جدید گسترش پیدا کرده‌اند، ویژگی‌هایی به برنامه‌ها افزوده شده که به برنامه نویس اجازه دهد که ایده‌هایی که از ترجمه ساده به دستورات سخت‌افزار دورتر هستند نیز استفاده کند. چون برنامه نویس‌ها کمتر به پیچیدگی رایانه محدود شده‌اند، برنامه‌های آنها می‌تواند محاسبات بیشتری با تلاش کمتر از سوی برنامه نویس انجام دهند. این به آنها این امکان را می‌دهد که کارایی بیشتردربیشتر در واحد زمان داشته باشند.
«پردازنده‌های زبان طبیعی» به عنوان راهی برای ازبین بردن نیاز به زبان‌های اختصاصی برنامه‌نویسی پیشنهاد شده‌اند. هرچند، این هدف دور است و فواید آن قابل بحث است. «ادسگر دیجسترا» موافق بود که استفاده از یک [[زبان رسمی]] برای جلوگیری از مقدمه سازی ساختارهای بی‌معنی واجب است، و زبان برنامه‌نویسی طبیعی را با عنوان «احمقانه» رد کرد، «آلن پرلیس» نیز مشابها این ایده را رد کرد.
مطابق با متدولوژی نامتجانس استفاده شده توسط langpop.com در سال ۲۰۰۸، ۱۲ زبان پرکاربرد عبارتند از:
 
== المان‌ها ==
تمام زبان‌های برنامه‌نویسی تعدادی بلوک‌های ابتدایی برای توضیح داده و پردازش یا تبدیل آنها (مانند جمع کردن دو عدد با انتخاب یک عضو از یک مجموعه) دارند. این «عناصرابتداییعناصر ابتدایی» بوسیله قوانین معناشناسی و دستوری تعریف می‌شوند که ساختار و معنای مربوطه را توضیح می‌دهند.
 
=== دستور(syntax) ===
* "ایده‌های بی [[رنگ سبز]] با خشم می‌خوابند."از نظر دستوری خوش فرم است ولی معنای مورد قبولی ندارد.
* "جان یک مجرد متاهل است." از نظر دستوری درست است، ولی معنایی را بیان می‌کند که نمی‌تواند درست باشد.
این قسمت از زبان C از نظر دستوری درست است، اما دستوری را انجام می‌دهد که از نظرمعنایینظر معنایی تعریف نشده است (چون p یک [[اشاره گر]] خالی است، عمل p->real,p->im معنای خاصی ندارد)
complex *p = NULL;
complex abs_p = sqrt (p->real * p->real + p->im * p->im);
 
=== سیستم نوع گذاری ===
یک سیستم نوع گذاری مشخص می‌کند که یک زبان برنامه‌نویسی چگونه مقادیر و عبارات را در نوع(type) دسته‌بندی می‌کند، چگونه می‌تواند آن نوع‌ها را تغییر دهد و رفتار متقابل آن‌ها چگونه‌است. این کارعموماکار عموماً توضیح داده ساختارهایی که می‌توانند در آن زبان ایجاد شوند را شامل می‌شود. طراحی و مطالعه سیستم‌های نوع گذاری بوسیله ریاضیات قراردادی را تئوری نوع گذاری گویند.
 
==== زبان‌های نوع گذاری شده و بدون نوع گذاری ====
در نوع گذاری ایستا تمام عبارات نوع‌های خود را قبل از اجرای برنامه تعیین می‌کنند (معمولاً در زمان کامپایل). برای مثال، ۱ و (۲+۲) عبارات عددی هستند؛ آنها نمی‌توانند به تابعی که نیاز به یک رشته دارد داده شوند، یا در متغیری که تعریف شده تا تاریخ را نگه دارد، ذخیره شوند.
 
زبان‌های نوع گذاری شده ایستا می‌توانند با مانیفست نوع گذاری شوند یا با استفاده از نوع استنباط شوند. در حالت اول، برنامه نویس بیشتر صریحاً نوع‌ها را در جایگاه‌های منتنیمتنی مشخص می‌نویسد (برای مثال، در تعریف متغیرها). در حالت دوم، کامپایلر نوع عبارات و تعریف‌ها را بر اساس متن استنباط می‌کند. غالب زبان‌های مسیر اصلی(mainstream) ایستا نوع گذاری شده، مانند C#,C++ و Java، با مانیفست نوع گذاری می‌شوند
 
==== نوع گذاری قوی و ضعیف ====
وقتی که داده مشخص شد، ماشین باید هدایت شود تا عملیات‌ها را روی داده انجام دهد. معناشناسی اجرا ی یک زبان تعیین می‌کند که چگونه و چه زمانی ساختارهای گوناگون یک زبان باید رفتار برنامه را ایجاد کنند.
 
برای مثال، معناشناسی ممکن است استراتژی را که بویسلهبه وسیله آن عبارات ارزیابی می‌شوند را تعریف کند و یا حالتی را که ساختارهای کنترلی تحت شرایطی دستورها را اجرا می‌کنند.
 
=== کتابخانه هسته ===
اغلب زبان‌های برنامه‌نویسی یک کتابخانه هسته مرتبط دارند (گاهی اوقات "کتابخانه استاندارد" نامیده می‌شوند، مخصوصا وقتی که به عنوان قسمتی از یک زبان استاندارد ارائه شده باشد)، که به طور قراردادی توسط تمام پیاده‌سازی‌های زبان در دسترس قرار گرفته باشند. کتابخانه هسته معمولاً تعریف الگوریتم‌ها، داده ساختارها و مکانیزم‌های ورودی و خروجی پرکاربرد را در خود دارد.
کاربران یک زبان، غالباً با کتابخانه هسته به عنوان قسمتی از آن رفتار می‌کنند، اگرچه طراحان ممکن است با آن به صورت یک مفهوم مجزا رفتار کرده باشند. بسیاری از خصوصیات زبان هسته‌ای را مشخص می‌کنند که باید در تمام پیاده‌سازی‌ها موجود باشند، و در زبان‌های استاندارد شده این کتابخانه هسته ممکن است نیاز باشد؛ بنابراین خط بین زبان و کتابخانه هسته آن از زبانی به زبان دیگر متفاوت است. درواقع، برخی زبان‌ها به گونه‌ای تعریف شده‌اند که برخی از ساختارهای دستوری بدون اشاره به کتابخانه هسته قابل استفاده نیستند.
برای مثالفمثال در جاوا، یک رشته به عنوان نمونه‌ای از کلاس “java.lang.String” تعریف شده است؛ مشابها، در سمال تاک(smalltalk) یک تابع بی نام (یک "بلاک") نمونه‌ای از کلاس BlockContext کتابخانه می‌سازد. بطور معکوس، Scheme دارای چندین زیرمجموعه مرتبط برای ایجاد سایر ماکروهای زبان می‌باشد، و در نتیجه طراحان [[زبان حتی]] این زحمت را نیز تحمل نمی‌کنند که بگویند کدام قسمت زبان به عنوان ساختارهای زبان باید پیاده‌سازی شوند، و کدام یک به عنوان بخشی ازکتابخانه.
 
== عمل ==
خصوصیات یک زبان برنامه‌نویسی باید تعریفی فراهم کند که کاربران و پیاده کننده‌های زبان می‌توانند از آن استفاده کنند تا مشخص کنند که رفتار یک برنامه درست است. با داشتن کد منبع:
خصوصیات یک زبان برنامه‌نویسی چندین قالب می‌تواند بگیرد، مانند مثال‌های زیر:
* تعریف صریح دستور، معناشناسی ایستا، ومعناشناسیو معناشناسی اجرای زبان. درحالیکه دستور معمولاً با یک معناشناسی قراردادی مشخص می‌شود، تعاریف معناشناسی ممکن است در [[زبان طبیعی]] نوشته شده باشند (مثل زبان C)، یا معناشناسی قراردادی (مثل StandardML ,Scheme)
* توضیح رفتار یک مترجم برای زبان (مثل C,fortran). دستور و معناشناسی یک زبان باید از این توضیح استنتاج شوند، که ممکن است به زبان طبیعی یا قراردادی نوشته شود.
* پیاده‌سازی منبع یا مدل. گاهی اوقات در زبان‌های مشخص شده (مثل: prolog,ANSI REXX). دستور و معناشناسی صریحاً در رفتار پیاده‌سازی مدل موجودند.
 
=== سنجش استفاده از زبان ===
مشکل است که مشخص کنیم کدام زبان برنامه‌نویسی بیشتر مورد استفاده‌است، و اینکه کاربرد چه معنی می‌دهد با توجه به زمینه تغییر می‌کند. یک زبان ممکن است زمان بیشتری از برنامه نویس بگیرد، زبان دیگر ممکن است خطوط بیشتری داشته باشد، و دیگری ممکن است زمان بیشتری از پردازنده را مصرف کند. برخی زبان‌ها برای کاربردهای خاص بسیار محبوبند. برای مثال: کوبول همچنان در مراکزدادهمراکز داده متحد، غالباً روی کامپیوترهای بزرگ توانا است؛ fortran در مهندسی برنامه‌های کاربردی، C در برنامه‌های تعبیه شده و سیستم‌های عامل؛ و بقیه برنامه‌ها معمولاً برای نوشتن انواع دیگر برنامه‌ها کاربرد دارند.
روش‌های مختلفی برای سنجش محبوبیت زبان‌ها، هر یک متناسب یا یک ویژگی محوری متفاوت پیشنهاد شده‌است:
* شمارش تعداد تبلیغات شغلی که از آن زبان نام می‌برند.
* شمارش ارجاع‌های زبان (برای مثال، به اسم زبان) در موتورهای جستجوهای اینترنت.
طبقه‌بندی‌ها
هیچ برنامه غالبی برای دسته‌بندی زبان‌های برنامه‌نویسی وجود ندارد. یک زبان مشخص معمولاً یک زبان اجدادی ندارد. زبان‌ها معمولاً با ترکیب المان‌های چند زبان پیشینه بوجود می‌آیند که هربار ایده‌های جدید درگردشنددر گردشند. ایده‌هایی که در یک زبان ایجاد می‌شوند در یک خانواده از زبان‌های مرتبط پخش می‌شوند، و سپس از بین خلاهای بین خانواده‌ها منتقل شده و در خانواده‌های دیگر ظاهر می‌شوند.
 
این حقیقت که این دسته‌بندی ممکن است در راستای محورهای مختلف انجام شوند، این وظیفه را پیچیده تر می‌کند؛ برای مثال، جاوا هم یک زبان شیءگرا (چون به [[برنامه‌نویسی شیءگرا]] تشویق می‌کند) و زبان همزمان (چون ساختارهای داخلی برای اجرای چندین جریان موازی دارد) است. پایتون یک زبان اسکریپتی شیءگراستشیءگرا است.
 
در نگاه کلی، زبان‌های برنامه‌نویسی به مثال‌های برنامه‌نویسی و یک دسته‌بندی بر اساس محدوده استفاده تقسیم می‌شوند. مثال‌ها شامل [[برنامه‌نویسی رویه‌ای]]، برنامه‌نویسی شیءگرا، برنامه‌نویسی کاربردی، وبرنامه‌نویسیو برنامه‌نویسی منطقی؛ برخی زبان‌ها ترکیب چند مثالند. یک زبان اسمبلی مثالی از یک مدل مستقیم متضمن معماری ماشین نیست. با توجه به هدف، زبان‌های برنامه‌نویسی ممکن است همه منظوره باشند، زبان‌های برنامه‌نویسی سیستمی، زبان‌های اسکریپتی، زبان‌های محدوده مشخص، زبان‌های همزمان/ گسترده (و یا ترکیب اینها). برخی زبان‌های همه منظوره تا حد زیادی برای اهداف آموزشی طراحی شده‌اند.
 
یک زبان برنامه‌نویسی ممکن است با فاکتورهای غیر مرتبط به مثال‌های برنامه‌نویسی دسته‌بندی شود. برای مثال، غالب زبان‌های برنامه‌نویسی کلمات کلیدی [[زبان انگلیسی]] را استفاده می‌کنند، در حالیکه تعداد کمی این کار را نمی‌کنند. سایر زبان‌ها ممکن است براساس داخلی [[بودن یا نبودن]] دسته‌بندی شوند.