Краткая история языков программирования

Когда-то мы писали, что попасть в геймдев можно без умения кодить. Это так, но программисты очень важны для игровой индустрии. Обойтись без этих специалистов геймдев не может. А чем они должны владеть? Языками программирования, конечно. Именно на них и пишется код. Давайте запустим машину времени, вернемся к истокам и узнаем, на чем писали задолго до C++ и Python.

Определимся с терминами. Программа - это набор инструкций для конкретного исполнителя (механизма, устройства и т.д.), а язык программирования - знаковая система, предназначенная для записи программ.

Первые программисты появились задолго до компьютеров, с которыми они обычно ассоциируются. Автомат-гуманоид Аль-Джазари (1206 год), ткацкий станок Жаккара (1804), "Аналитическая машина" Бэббиджа (1843) были программируемыми устройствами. Автомату алгоритм действий задавался с помощью кулачков и зажимов, станку и "разностной машине" - с помощью перфокарт. Ада Августа Лавлейс, дочь самого Байрона, даже написала для устройства Бэбиджа (которое он так и не собрал) программу, решавшую уравнение Бернулли.

Электронно-вычислительные машины работают с командами, состоящими из нулей и единиц (машинным кодом). Однако такой язык получается громоздким и неудобным. Поэтому специалисты решили автоматизировать набор машинного кода. В конце сороковых - начале пятидесятых стал применяться Ассемблер. В нем для обозначения объектов и команд использовались буквы или укороченные слова (например, add вместо 000010). Это был язык низкого уровня, то есть созданный для конкретного типа процессора. Он значительно упростил труд программистов.

Следом появились так называемые языки высокого уровня (или машинонезависимые). В отличие от предшественников, они не были привязаны к конкретным устройствам. Для них создавались компиляторы - "переводчики" программ, созданных на языках высокого уровня, на "низкоуровневые". Первым из них стал Shortcode (1949). В 1950 Уильям Шмитт адаптировал его для компьютера UNIVAC.

C 1954 по 1957 в IBM под руководством Джона Бэкуса (1924-2007) был разработан знаменитый Fortran (от formula translator). Он использовался для технических расчетов и научных задач. Fortran стал первым относительно массовым языком программирования - к 1963 году существовало уже 40 компиляторов для различных машин. Он попал и в Советский союз, благодаря общению советских физиков с коллегами, работавшими в CERN. В 1967 году был создан компилятор для ЭВМ "Минск-2", в 1968 - для БЭСМ-6. Язык используется до сих пор - в основном, для сложных вычислений.

Успех "Фортрана" заставил действовать конкурентов. Немецкое Общество прикладной математики и механики создало комитет и поставило перед ним задачу разработки нового универсального языка программирования. То же самое сделала американская Ассоциация вычислительной техники. К счастью, вместо противостояния получилось сотрудничество (если не считать спора из-за того, какой знак использовать для десятичных дробей - точку или запятую). Комитеты объединились и создали ALGOL (1958), "дедушку" Java, Pascal и C++. Как и Fortran, ALGOL распространился по миру, но в Европе и СССР был встречен гораздо теплее, чем в США. Язык отличался блочной структурой, что для того времени было прогрессивным решением, а затем стало стандартом.

Другие современники Fortran и ALGOL - это LISP (1958) и COBOL (1959). Первый построен на обработке списков (отсюда название - list processing) и до сих пор в ходу (например, в корпорации Boeing). Второй создавался для экономических процессов (кредитные карты, банкоматы), тоже по-прежнему "в строю" и применяется в банковских системах. Заменить его на современный можно, но дорого и энергозатратно - в этом уже убедились в Commonwealth Bank of Australia.

Первая "звезда" шестидесятых - BASIC (он же Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code, универсальный код символических инструкций для начинающих), созданный Томасом Курцем и Джоном Кемени, профессорами Дартмутского колледжа в 1964 году. Разработчики хотели создать простой язык, с помощью которого непрофессионалы могли бы разрабатывать несложные программы для решения прикладных задач. BASIC был основан на Fortran II и Algol. Популярным язык стал уже в 1970-х с распространением микрокомпьютеров.

За BASIC стояла конкретная философия. Курц и Кемени считали, что компьютерная грамотность - обязательный навык будущего, что и было отражено в названии языка. Как минимум они хотели, чтобы BASIC без труда могли освоить преподаватели и студента Дартмута.

В конце 1960-х сформировалась парадигма структурного программирования, основанного на представлении о программе как системе блоков. "Отцом" методологии считают Эдсгера Дейкстру (1930-2002), автора письма "Оператор Goto считается вредным". Новая парадигма позволила оптимизировать код и сделать его более компактным благодаря внедрению функций и процедур. Кстати, Дейкстра критиковал BASIC, говоря что сделать хорошего программиста из того, кто начинал с этого языка, очень трудно. Это, конечно, было большим преувеличением.

Следующим большим достижением стало появление классов - структур, содержащих переменные и работающие с ними функции. В семидесятых - начале восьмидесятых "на сцену" вышло объектно-ориентированное программирование (ООП). Оно сочетало в себе наработки структурного программирования с нововведениями вроде полиморфизма подтипов.

Первые ООП-языки - это Simula (1967) и основанный на нем Smalltalk (1972). Последний привнес в программирование множество идей и концептов, актуальных по сей день: взаимодействие между элементами через сообщения, возможность редактировать код "на ходу" и динамическая типизация. Logitech и ряд других компаний и сейчас используют Smalltalk для отдельных операций.

В 1972 появились С и SQL (первоначально назывался SEQUEL). C (прародитель С#, Java, Python и других), был создан Деннисом Ричи, сотрудником Bell Telephone Laboratories для работы с Unix. SQL - детище специалистов IBM Бойса и Чемберлена, ориентирован на работу с информацией из баз данных. Оба до сих пор используются.

В начале 1980-х сотрудник Bell Labs Бьерн Страуструп решил улучшить язык С и добавил к нему ряд возможностей Simula (1967). Так появился C++, объединивший в себе черты объектно-ориентированных и системных языков. Страуструп внедрил в С возможность работать с объектами и классами, строгую проверку типов, аргументы по умолчанию и т.д. Первые версии языка (1980) назывались "Си с классами", а наименование С++ стало использоваться в 1985 году с выходом очередной версии. К этому моменту возможности языка еще больше расширились. С++ актуален до сих пор, активно используется (например, в игровых движках и Adobe Photoshop) и развивается.

Еще одной важной вехой стало появление объектно-ориентированного Ada (1980/81), названного в честь Ады Лавлейс. Его разработала команда Жана Ишбиа по заказу Министерства обороны США. В основу языка легли Pascal (1970) и Algol (1960), однако присущий им синтаксис был упорядочен. "Ада" создавался для военных и смежных задач - прежде всего для систем управления кораблями и самолетами. Сейчас используется для управления воздушным движением в некоторых странах, а также в космических проектах.

В эту эпоху началось активное применение модулей - крупных единиц организации кода. Они позволили упростить процессы тестирования и поиска ошибок. Помимо Ada модульными были Modula-2 (1978) и Oberon (1986) (оба разработаны создателем Pascal Никлаусом Виртом), сам Pascal (1970), Haskell (1990) и другие. Кстати, Вирт высказал мнение, что программы становятся медленнее "куда шустрее, чем компьютеры становятся быстрее". Иными словами, программное обеспечение не успевает за аппаратным. Этот тезис известен под разными названиями: "закон Вирта", "закон Гейтса" или "закон Пейджа".

Получили развитие языки, предназначенные для обработки текстовой информации - например, Perl (1987), Python (1991), и Ruby (1993). Perl, разработанный для редактирования текстов, в наши дни применяется в самых разных целях - от системного администрирования до работы с базами данных. Python, созданный голландцем Гвидо ван Россумом, был назван в честь знаменитой комедийной группы из Великобритании "Монти Пайтон". Сейчас это универсальный язык, широко известный и удобный. Ruby Юкихиро Мацумото тоже актуален по сей день и используется для веб-приложений.

Другой тренд конца восьмидесятых - начала девяностых - развитие визуальных языков. В них программа создается при помощи манипуляций с графическими объектами вместо написания кода. Первыми стали Visual Basic (1991), Delphi (1995) и C++ Builder (1997). Современный пример - ориентированный на детскую и подростковую аудиторию Scratch (2007).

В начале девяностых началось активное развитие Интернета. Понадобились инструменты для создания веб-сайтов. Сначала активно применяли уже упомянутый нами Perl и HTML. В 1995 был выпущен PHP - С-подобный язык для разработки интернет-страниц и веб-приложений (активно применяется и сейчас, в том числе WordPress и Wikipedia). В том же году вышла первая версия популярного JavaScript Брендана Эйха, также применяющегося для динамической веб-разработки, браузеров и виджетов.

Джеймс Гослинг выпустил один из самых популярных языков наших дней Java (1995), который не стоит путать с JavaScript.. Сейчас он часто используется для создания Android-приложений и веб-сервисов. И конкурирует с Kotlin (2011), о котором мы еще скажем.

В отличие от ранних языков, представлявших собой слабо распространенные инструменты с ограниченной функциональностью, наиболее популярные языки восьмидесятых и девяностых были гораздо более доступными и применялись для широкого спектра задач. Вокруг них формировались свои инфраструктуры - учебники и пособия, библиотеки и фреймворки. Программирование стало более массовым занятием.

Первый "хит" нового тысячелетия - это C# (2001), разработанный в Microsoft Андерсом Хейлсбергом, создателем Delphi. Это С-подобный язык, синтаксически близкий к C++ и Java, взявший многое от Delphi, Modula и Smalltalk. C# активно используется самой Microsoft, применяется при разработке игр на Unity и веб-разработке.

В 2003 свет увидел Scala, созданный в Швейцарии под руководством Мартина Одерски. Его "фишкой" стала масштабируемость, а также объединение объектно-ориентированного и функционального программирования. Ближайшие "родственники" языка - это Java и C++. "Ровесник" Scala - язык Groovy, созданный для платформы Java. Синтаксически он близок Java, но имеет ряд отличий.

В нулевые и десятые набирала силу Google, не оставшаяся в стороне от большой игры - в ноябре 2009 компания представила язык Go (также известен как Golang - не путать с языком Go!). Продукт Google разрабатывался как относительно простая замена C и C++, которая сможет эффективно работать на многоядерных процессорах и распределенных системах. Go не стал "прорывом", но вошел в число популярных современных языков и, в основном, применяется для создания микросервисов и веб-приложений.

Российские программисты тоже внесли вклад в развитие языков нулевых-десятых. С 2010 по 2011 компанией JetBrains (под руководством Андрея Бреслава) был разработан Kotlin. Это объектно-ориентированный язык, функционирующий на базе Java Virtual Machine, создававшийся как более лаконичная и простая альтернатива Java и Scala. Как и Java, он часто используется Android-разработчиками.

Swift (2014) создавался Apple как более простая и эффективная замена C, C++ и Objective-C. Это универсальный язык, на котором прежде всего пишут продукты для macOS, iOS и других систем корпорации. Иногда может использоваться для поддержки сайтов и веб-приложений.

Мир программирования огромен. Наш материал - лишь общее описание эволюции языков программирования. Для того, чтобы рассмотреть тему детально, необходимы сотни страниц, но мы надеемся, что вы узнали что-то интересное и новое.

Если вы только планируете ворваться в яркую и разнообразную вселенную программирования, то, скорее всего, размышляете о том, с какого языка начать. Это зависит от того, чем именно вы хотите заниматься - веб-разработкой, мобильными приложениями или, может быть, data science. Некоторые языки многофункциональны, другие - скорее относятся к "узким" и "заточены" на решение ограниченного спектра задач.

У языков программирования разные пороги вхождения. Если начать работать в Python относительно просто, то об R этого не скажешь. При выборе языка для изучения исходите из своих целей, знаний и уровня подготовки. Ищите и используйте возможности для образования и самообразования. Это не только курсы, книги и статьи, но и онлайн-тренажеры.

Хотите стать программистом в игровой студии? Имеет смысл начать изучать Python - на нем легко создавать прототипы игр. Вы наверняка будете работать в Unreal или Unity, так что осваивайте C++ и C#. JavaScript пригодится, если вы собираетесь разрабатывать мобильные проекты. Менее известные, но использующиеся в индустрии, языки - это Lua, Swift и CUDA-C.

1. Germn. Краткая и на 146% точная история языков программирования - https://habr.com/ru/post/481822/

2. Владимир Языков. Языки программирования: для чего нужны, какие популярны, как выбрать и с чего начать изучение- https://netology.ru/blog/03-2022-programming-languages

3. История языков программирования - https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D1%8F%D0%B7%D1%8B%D0%BA%D0%BE%D0%B2_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F

4. Какой язык программирования учить прямо сейчас: 9 самых востребованных - https://trends.rbc.ru/trends/education/601c1a6b9a79472c4806230ahttps://trends.rbc.ru/trends/education/601c1a6b9a79472c4806230a

5. Harry McCracken. Fifty Years of BASIC, the Programming Language That Made Computers Personal - https://time.com/69316/basic/

Подписывайтесь на официальный аккаунт Black Caviar Games на DTF, чтобы не пропустить новые интересные статьи! ;)

Мы так же есть в YouTube, VK, Telegram, Яндекс.Дзен и TikTok.