Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования

Введение

Большинство языков программирования — высокого уровня. Python и C #, Ruby и Swift — популярные примеры. Язык высокого уровня создан для пользователя и разработан специально, чтобы упростить преобразование алгоритма в программный код. Низкий же уровень ориентирован на машину. Практически не абстрагируется от архитектуры набора команд компьютера. Не нуждается в компиляторе или интерпретаторе для запуска. Процессор, для которого был написан язык, запускает самостоятельно.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Пример машинного кода

Низкоуровневые языки программирования

Языки низкого уровня определяются процессором, для которого они написаны. Мы можем описать их как машинно-ориентированные. Они не имеют встроенных функций и могут обращаться к определенным регистрам процессора. Относятся к набору команд процессора и определяются производителем оборудования. Код для одного устройства нельзя перенести на другое.

Ключевые понятия низкоуровневых языков

Каждый производитель процессора определяет набор инструкций, которые работают с конкретным процессором. Чтобы писать программы на языке низкого уровня, программист должен хорошо разбираться в возможностях центрального узла компьютера. Набор команд процессора не будет иметь того же набора функций, который представлен в высокоуровневых инструментах. Для выполнения одной инструкции на языке высокого уровня может потребоваться выполнение нескольких на низком.

Большинство современных процессоров используют 32 или 64 бита для каждой инструкции. Количество бит, обрабатываемых процессором как единое целое, называется размером слова. Возможно, вы заметили эту ссылку на 32-битную или 64-битную в популярной культуре: например, игровая консоль 1990-х годов Nintendo 64 была названа так, потому что она имеет архитектуру 64-битного процессора.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Сравнение двух языков

Каждая низкоуровневая инструкция состоит из двух частей: кода операции и операнда. Код операции — это часть инструкции, которая определяет, какую операцию должен выполнить процессор. Например, код операции может указывать загрузку или сохранение данных.

Операнд содержит значение или набор значений, относящихся к коду операции. Операнд может быть фактическим фрагментом данных или может быть ссылкой на ячейку памяти данных, на которую должен действовать код операции. Например, когда код операции является инструкцией «сохранить», операнд содержит ячейку памяти, в которой должны храниться данные.

Машинный код — единственный тип языка программирования, который не нужно переводить перед запуском, поскольку он написан в двоичном формате. Он очень сложен для понимания человека, так как представляет собой последовательность из нулей и единиц. Людям также очень сложно отлаживать и исправлять проблемы в машинном коде.

Там, где людям необходимо видеть машинный код и взаимодействовать с ним, шестнадцатеричные числа обычно используются для представления двоичных цифр, потому что их легче читать и понимать. Вы можете видеть, насколько сложно было бы прочитать программу с машинным кодом, даже если бы она отображалась в шестнадцатеричном формате.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Язык ассемблера

Языки ассемблера позволяет программистам писать машинный код, используя набор «мнемоник», которые представляют двоичный эквивалент в машинном коде.

В ассемблере мнемоника представляет собой англоязычное представление операции, которую будет выполнять машина. Каждый процессор имеет собственный машинный код и набор инструкций.

Понятие, характеристики и назначение

Языки низкого уровня используются для написания программ для определенной архитектуры компьютера. Они ближе к двоичному машинному языку, что затрудняет их понимание. Инструмент используется для написания кода для специализированного оборудования. Его легко отличить от языка высокого уровня, поскольку он содержит небольшое количество распознаваемой лексики, но много мнемонического кода.

Преимущества:

  • Можно использовать специальное оборудование или компьютерно-зависимые инструкции (например, на конкретном чипе);
  • Транслируемая программа требует меньше памяти;
  • Написанный код выполняется быстрее;
  • Полный контроль над кодом;
  • Может работать непосредственно в ячейках памяти.

Языки низкого уровня полезны, потому что написанные на них инструкции выполняются очень быстро и с минимальным потреблением памяти. Они считаются более сложными и требуют более глубокого знания машинного языка.

Языки низкого уровня — это языки, которые очень близки к машинному коду. Они также известны как языки ассемблера. Машинный код известен как низкоуровневый, потому что ему не нужен компилятор для выполнения. Он работает непосредственно на процессоре, и зависит от архитектуры. Языки низкого уровня больше подходят для разработки новых операционных систем или микроконтроллеров.

Примеры языков низкого уровня

Список низкоуровневых языков программирования:

  • язык ассемблера;
  • машинный код.

Язык ассемблера менее эффективен с точки зрения памяти, поскольку работает на более высоком уровне абстракции. Он не предназначен для прямого взаимодействия с аппаратным обеспечением компьютера и требует компилятора или интерпретатора для перевода. Для сравнения, язык ассемблера более дружелюбен к машинам. его сложнее понять людям, но он предлагает больше контроля, позволяя эффективнее использовать память. Для перевода ему нужен ассемблер, а не компилятор или интерпретатор.

Машинный код или машинный язык — это система в значительной степени неразличимых инструкций, выполняемых непосредственно центральным процессором (ЦП) компьютера . Каждая инструкция выполняет очень конкретную задачу, такую ​​как загрузка, переход или операция ALU над единицей данных в регистре ЦП или памяти.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Машинный код

Преимущества и недостатки

Преимущества языков низкого уровня:

  • Программы могут быть легко преобразованы в машинный код;
  • Программа эффективна и требует меньше памяти из-за отсутствия связанной библиотеки;
  • Быстрая обработка информации;
  • Работа на аппаратном уровне;
  • Доступ к реестру общего назначения можно получить напрямую. Его можно использовать для извлечения или хранения данных в реестре общего назначения;
  • Эффективно работают в устройствах с меньшим объемом памяти без снижения производительности.

Недостатки:

  • Инструкции низкого уровня сложнее выучить и запомнить;
  • Отладка и поиск ошибок сложнее;
  • На них сложнее писать код;
  • Требуют большего внимания при программировании;
  • Зависят от оборудования. Код нельзя перенести на другое устройство;
  • Отсутствуют библиотеки. Это затрудняет создание крупных программ;
  • Для создания масштабных решений требуется больше времени;
  • Возникает больше ошибок;
  • Требуется больше знаний в области компьютерной архитектуры.

Высокоуровневые языки программирования

Понятие, характеристики и назначение

Языки высокого уровня похожи на человеческий язык и позволяют программистам сосредоточиться на проблеме. Никаких специальных знаний об оборудовании не требуется, поскольку высокоуровневые языки создают программы, которые переносимы и не связаны с конкретным компьютером или микрочипом. Эти удобные для программистов языки называются «высокоуровневыми», потому что они далеки от машинных инструкций, понятных компьютеру.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Фрагмент кода языка высокого уровня

Преимущества:

  • Легче модифицировать;
  • Более простое и быстрое написание кода;
  • Упрощенные правки;
  • Код можно запускать на разных устройствах.

Высокоуровневые языки можно разделить на три типа:

  • Императивные — используются для написания инструкций. Программист сам определяет, как должна решаться проблема;
  • Декларативные — используются программистом для определения решаемой проблемы, а не для её решения;
  • Объектно-ориентированные — используются для обозначения объектов и классов, которые определяют данные и инструкции для управления данными. Java — пример объектно-ориентированного языка.

Некоторые пользователи считают объектно-ориентированные языки подмножеством императивных языков, потому что стиль кода по-прежнему определяет проблему, которую необходимо решить.

Язык высокого уровня — это относительный инструмент программирования. Его код и синтаксис доступны человеку, но совершенно непонятны центральному процессору компьютера. В результате программа подвергается более длительному и сложному процессу компиляции.

Разработано много высокоуровневых языков программирования. Они сгруппированы по «парадигмам». Парадигма — это стиль или способ решения проблемы. Языки высокого уровня абстрагируют процедуры, которые запускает компьютер. Они более доступны для изучения и освоения.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Семейство языков высокого уровня

Одна из парадигм называется императивной. Императивные языки предназначены для решения конкретных задач. В этой парадигме программисты решают проблему, написав набор инструкций, в которых говорится, как проблема должна быть решена. Затем инструкции переводятся из исходного кода высокого уровня в исполняемый объектный код.

Примеры высокоуровневых языков:

  • C — гибкий язык, который можно использовать для решения большинства задач. Имеет функции низкоуровневых инструментов. Часто используется при разработке операционных систем и драйверов устройств;
  • Python — этот язык можно использовать для создания программ в функциональном и объектно-ориентированном стиле;
  • Fortran — старейший язык высокого уровня, разработанный для решения научных и математических задач.

Главное преимущество высокоуровневых инструментов — наличие встроенных функций, которые могут использовать программисты. Например, в Python использование встроенной функции print заставляет код Python выводить что-то на экран. Программисту не нужно знать сложность того, как выполняется оператор печати, только то, что он выполнит свою работу.

Для императивных языков существуют библиотеки функций, которые можно импортировать для решения конкретных задач. Например, в Python одна из вещей, которые программист может сделать с модулем (библиотекой) random, — это сгенерировать случайное число — без необходимости точно знать, как это случайное число генерируется при выполнении кода.

Декларативные языки определяют результат кода. В этом заключается их главное отличие от императивных инструментов. Декларативные языки также известны как предметно-ориентированные.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Процесс написания кода на высокоуровневом языке

Как это работает? Возьмем, к примеру, декларативный язык Structured Query Language (SQL): SQL предназначен для работы с системами управления реляционными базами данных (RDBMS). SQL позволяет программисту определять итоговый результат. Например, чтобы выполнить поиск по критериям, программист мог бы написать предложение вроде этого:

SELECT first_name, last_name,

FROM customers

WHERE last_name = ‘Smith’;

Программисту достаточно объявить то, что он хочет знать.

Функциональные языки — разновидность декларативного языка. Эта парадигма использует математические выражения, где один и тот же ввод всегда будет приводить к одному и тому же результату. В функциональных языках функции могут вызывать другие функции и использовать выходные данные одной функции в качестве входных данных для другой.

Используя эту парадигму программирования, программисты используют классы для определения объектов, чтобы смоделировать решаемую проблему. Объектно-ориентированное программирование (ООП) предполагает модульную конструкцию, которая упрощает совместную работу групп разработчиков.

Примеры языков высокого уровня

Языки высокого уровня очень популярны. Созданы удобные среды программирования, которые облегчают работу специалистов. Они позволяют программисту писать программы, которые не зависят от компьютера определенного типа.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Компилятор преобразует команды высокоуровневого языка в машинный код

Список популярных языков высокого уровня:

  • Python;
  • Java;
  • JavaScript;
  • C++;
  • C#;
  • Ruby;
  • Perl;
  • PHP;
  • GO.

В отличие от низкоуровневых инструментов, язык высокого уровня использует элементы естественной речи. Он может автоматизировать значительные области вычислительных систем, делая процесс разработки программы простым и понятным.

Преимущества и недостатки

Характеристики. Определенно легче изучить основы программирования на Java или C ++, чем на любом низкоуровневом языке, потому что программист не работает непосредственно с регистрами процессора и ячейками памяти. Ему не нужно знать архитектура компьютера.

Абстракция. Облегчает работу программистов и позволяет сфокусироваться на использовании алгоритмов и эффективном решении проблем. Не нужно уделять внимание техническим деталям и расшифровке.

Компиляция. Каждому высокоуровневому языку нужен компилятор. Его задача — переводить исходный код в машинный, понятный компьютеру. Компиляция необходима для запуска написанной программы.

Преимущества высокоуровневых языков:

  • Удобны для программистов. Их легко писать, отлаживать и поддерживать.
  • Обеспечивает более высокий уровень абстракции.
  • Не зависят от оборудования.
  • Легко выучить.
  • Менее подвержены ошибкам, их легко находить и отлаживать.
  • Высокоуровневое программирование повышает продуктивность работы.

Недостатки:

  • Для перевода исходного кода в машинный код требуется время.
  • Программы высокого уровня запускаются сравнительно медленнее.
  • Потребляют больше памяти.
  • Невозможно напрямую связаться с оборудованием.

C или C ++ — это язык низкого уровня?

Языки программирования C и C ++ считаются промежуточными языками. Они обеспечивают минимальный объем абстракции при низкой производительности. Эти абстракции (классы, лямбда-функции и макросы) позволяют программистам использовать преимущества сложных функций без написания слишком сложного машинного кода.

В чем отличие низкоуровневых и высокоуровневых языков программирования?

Основные различия:

  • Высокая абстракция. Чем выше уровень абстракции данных, тем выше уровень языка.
  • Прямые действия с аппаратным обеспечением компьютера. Чем больше программирование ориентировано на архитектуру ПК, тем ниже уровень языка.
  • Скорость программы. Чем быстрее программа с точки зрения выполнения, тем больше вероятность, что она написана на языке низкого уровня.
  • Сложность процесса компиляции. Если процесс компиляции занимает много времени, программа написана на языке высокого уровня.
  • Сходство с машинным кодом. Чем ближе код к машинному коду компьютера, тем ниже уровень языка.

В чем сходство? Оба языка инструктируют компьютер выполнить определенную задачу.

Первые программисты писали свои программы в машинном коде. Язык ассемблера был разработан, чтобы сделать низкоуровневое программирование доступным.

Программы, написанные на языке низкого уровня:

  1. Могут напрямую обращаться к регистрам общего назначения в процессоре для хранения и извлечения данных.
  2. Более эффективны, так как позволяют создавать точные инструкции, выполняемые процессором.
  3. Написаны в определенном наборе инструкций, поэтому не переносятся между разными процессорами.

У языков низкого уровня есть свои недостатки:

  1. На них писать программы сложнее. Программисты должны хорошо разбираться в используемом оборудовании.
  2. Не переносимы и подходят для определенного оборудования. Программа на языке высокого уровня может быть скомпилирована для разных процессоров.
  3. Программист должен писать все инструкции «с нуля».

Программы на языке ассемблера подходят для систем с низким объемом памяти.

Языки какого уровня необходимо изучать?

Перечислим популярные инструменты программирования.

Python

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Python входит в тройку самых популярных языков программирования.

Python — серверный язык с широким спектром приложений. Вы общаетесь с ним каждый день, используя Instagram , Spotify или Netflix. С его помощью создают логику сайтов. Питон можно использовать для анализа больших объемов данных или программирования искусственного интеллекта.

Его универсальность позволяет широко использовать его для решения разных задач. Это одна из самых простых технологий для начала обучения. Многие именно с него начинают свой путь в программировании. Своей популярностью Python обязан удобочитаемости и универсальности. Он прост в освоении и интуитивно понятен. Не нужно тратить часы на изучение сложного синтаксиса или тратить время на понимание сложных блоков. Синтаксис Python удобен для чтения, потому что он основан на «человеческом» языке . Команды написаны на английском языке. Код понятен, лаконичен и прозрачен. Python — это проект с открытым исходным кодом, поэтому он постоянно совершенствуется.

Python — это язык с очень широким спектром использования, позволяющий писать буквально все, используя соответствующие библиотеки или фреймворки. Многие компании используют его в своих приложениях. Его интерпретаторы доступны для многих систем, что делает его кроссплатформенным языком.

В настоящее время Python лидирует в науке о данных и машинном обучении. Python также можно использовать на Raspberry Pi — вычислительной платформе размером с кредитную карту. Стоит упомянуть Django — бэкэнд-фреймворк, который позволяет писать эффективные веб-приложения за короткое время. Питон часто используется в качестве языка сценариев в приложениях, написанных на других языках. Например, в таких программах, как Gimp, Inkscape или Blender.

Вы также можете писать настольные приложения на Python, но это скорее отход от этого приложения. Популярными из них являются, например, оригинальный клиент Dropbox или более старые версии BitTorrent.

Некоторые люди жалуются на производительность, поскольку это интерпретируемый язык, но Python никогда не уделял первоочередного внимания производительности. Преимущества Python: удобочитаемость, простота использования и производительность. Код Python можно читать как обычный английский текст. Его синтаксис ясен и краток, но важны форматирование кода и пробелы. Это особенность, которая отличает его от других языков. Он использует отступы или английские слова и имеет гораздо меньше синтаксических конструкций.

Java

Java — популярный язык программирования. Работает более чем на 15 000 000 000 устройств благодаря кроссплатформенности. Используя Java, вы можете создать единое приложение, работающее на любой платформе, будь то Windows, Mac или Linux. Java работает на любом сервере и в любой операционной системе. Это огромное преимущество, которое оценит любой разработчик.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Экосистема Java находится в самом расцвете сил

В сравнении с C или C ++, Java намного легче изучать. Это тип объектно-ориентированного программирования. Понимание основных аспектов этого типа программирования сделает изучение технологии Java интуитивно понятным. Многие компании признают, что используют технологию Java внутри компании в некоторых своих продуктах или услугах. В их числе Google, Facebook, Twitter, Amazon, Netflix, NASA. Они единодушно подчеркивают надежность и гибкость решений, разработанных на Java, особенно в проектах, в которых участвует большое количество разработчиков. Его используют в игорной индустрии. Minecraft — одна из самых популярных игр, продано 200 миллионов копий, написана на Java. В мире насчитывается 12 миллионов разработчиков Java. Динамичное сообщество вместе работает над защитой и развитием языка.

Kotlin

Kotlin — язык программирования общего назначения, ориентированный на кроссплатформенность. Выразителен и более лаконичен, чем Java. Каждый, кто работал с Java, знает, что в нем отсутствует множество функций и что он постепенно устаревает, что делает Kotlin отличным кандидатом на его замену.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Kotlin выигрывает в сравнении с Java

Kotlin очень похож на язык Apple Swift, используемый для разработки приложений для macOS и iOS. Сходство между двумя языками помогает разработчикам переносить приложения iOS на Android. Ключевая производительность и понимание кода при этом сохраняется.

Kotlin предоставляет обширную поддержку функционального программирования. Кроме того, JetBrains встроил защиту от нулевых ошибок непосредственно в систему типов. Это делает язык более устойчивым к ошибкам. В этом заключается одно из главных преимуществ Kotlin перед Java. Помимо Android и iOS, Kotlin отлично подходит для разработки кода JVM. Это позволяет легко создавать настольные, веб- и серверные приложения с использованием общих сред Java, таких как Hadoop, Spark или Spring!

Swift

Swift — это язык программирования общего назначения, созданный Apple в 2014 году. Компания снизила входной барьер для разработчиков. Новый язык — это то, к чему привыкли молодые программисты, с высокоуровневыми фреймворками и множеством упрощений. В основном он используется для разработки приложений для iOS и Mac OS.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Swift создан для программирования приложений для iOS

Swift разработан как лаконичная и эффективная альтернатива Objective-C. Его код можно читать как обычный английский текст. Не нужно объявлять типы при инициализации переменных. Он гибок и может одновременно возвращать несколько типов значений, что невозможно в таких языках, как Java, C # или C ++. Swift удобен для новичков.

C#

C# — это структурированный язык, он не поддерживает объектно-ориентированное программирование, хотя само объектно-ориентированное программирование на нем возможно. C# также используется в коде библиотеки как общий язык. Его функции могут вызываться другими языками.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Библиотеки, написанные на C#, можно использовать практически на любом языке.

Он может работать на любой аппаратной архитектуре при наличии компилятора. C# использовался для создания ядер (или их частей) операционных систем, таких как Windows, Linux, Mac, iOS, Android Windows Phone, систем баз данных, библиотеки программирования для создания графики — OpenGL или популярной графической программы Gimp.

C и C ++

C — классический и популярный язык программирования. Используется для низкоуровневых задач, разработки программного обеспечения для систем или микроконтроллеров. Среди языков высокого уровня он наиболее «близок» к машинному коду. Язык C занимает промежуточное положение. Его уровень абстракции от оборудования намного ниже, чем в таких языках, как Java или Python.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
C — один из самых популярных языков программирования.

C — легкий и эффективный, что делает его подходящим практически для любой встраиваемой системы: от холодильников, микроволновых печей, часов до радио. Его также можно найти в компонентах автомобиля, например, на дисплее приборной панели, датчиках, автоматической коробке передач, системе кондиционирования воздуха и противобуксовочной системе.

Согласно индексу TIOBE , язык C занимает 1-е место по популярности, сохранив свои позиции с прошлого года.

Согласно рейтингу Spectrum , год назад он также был на 3-м месте.

  • В Stack Overflow это 8-й по популярности язык с 363 734 запросами.
  • На Github он занимает 7-е место с 371 718 проектами, 1242 из которых имеют более 1000 звезд.
  • По данным Meetup.com, это 12-е по величине мировое сообщество с 223 группами и 117 675 участниками.

Кажется, что у языка C нет срока годности. Он был создан более 40 лет назад и до сих пор востребован. Его последняя версия C17 была выпущена в июне 2018 года.

C ++ — язык общего назначения. Чаще всего используется во встроенных системах и разработчиках игр. Операционные системы (или их части), такие как Apple OS X, IBM OS/400, Windows NT, XP, Vista, 7, были написаны на C ++. Используется там, где важны эффективность и низкое потребление ресурсов.

Сферы применения:

  • Разработка десктопных приложений;
  • Сервисы электронной коммерции;
  • Поисковые системы;
  • Базы данных;
  • Игровые движки.

C ++ используется в крупнейших мировых корпорациях, в том числе: Adobe, Facebook, Amazon, Ericsson, HP, IBM, Intel.

Go

Go был разработан Google в 2007 году для API и веб-приложений. Стал одним из самых быстрорастущих языков программирования благодаря своей простоте. Он способен быстро обрабатывать многоядерные системы и массивные кодовые базы.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Go — очень простой и популярный язык, созданный Google

Go был создан для программистов, работающих над большими проектами. Он приобрел популярность среди многих крупных ИТ-компаний благодаря своей простой, современной структуре, знакомому синтаксису. Его используют Google, Uber, Twitch, Dropbox. Go также набирает популярность среди специалистов по обработке данных из-за его гибкости и производительности.

PHP

PHP — это язык программирования с открытым исходным кодом, созданный в 1990 году. На нем написаны более 80% сайтов в Интернете, включая Facebook и Yahoo.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
На php написаны многие сайты

Программисты в основном используют PHP для написания сценариев на стороне сервера. Также на нем пишут сценарии командной строки и десктопные приложения. PHP считается относительно простым языком для изучения. Подойдет для начинающих разработчиков. У профессионалов PHP есть ряд специализированных онлайн-сообществ. В них можно найти ответы на вопросы.

PHP используется для создания сайтов. Он выполняется на стороне сервера, что означает, что он невидим для пользователей. Это позволяет создавать динамические страницы, менять файлы на сервере. Также возможно ограничивать доступ, шифровать данных. Код PHP можно чередовать с кодом HTML, но это не очень хорошая практика.

Простой пример использования — обработка форм на сайтах. PHP позволяет управлять базами данных, что требует знания SQL. Язык структурированных запросов используется для создания и изменения баз данных, а также для ввода и извлечения информации.

В версию PHP7 были внесены изменения, улучшившие его производительность. Кроме того, Facebook вложил средства в разработку PHP, что позволило ему работать быстрее до 6 раз с помощью HipHop Virtual Machine (HHVM) — проекта с открытым исходным кодом, основанного на JIT-компиляторе (Just-in-time). Код PHP преобразуется в машинный код, что значительно ускоряет его работу. В PHP чаще всего создаются системы управления контентом, системы дискуссионных форумов, приложения электронной почты и клиенты баз данных.

Matlab

Matlab — это проприетарный язык программирования, принадлежащий MathWorks и первоначально выпущенный в середине 1980-х годов. Он создан для ученых и инженеров. Программисты используют Matlab для создания приложений машинного и глубокого обучения.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Работает на большинстве современных операционных систем, включая Linux, macOS, Solaris и Windows.

Программы на основе Matlab позволяют пользователям анализировать данные, создавать алгоритмы, обрабатывать изображения и проверять исследования. Matlab легко поддается изучению. На сайте MathWorks есть обширный раздел с учебными материалами.

R

R — это язык с открытым исходным кодом. Приложения, построенные на R, используются для обработки статистики, включая линейное и нелинейное моделирование, вычисления, тестирование, визуализацию и анализ. Приложения могут взаимодействовать с базами данных и обрабатывать структурированные и неструктурированные данные.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
R – выбор многих научных деятелей

У R умеренная кривая обучения, и его не так легко освоить новичкам, как некоторые другие языки в этой статье. У R есть активное онлайн-сообщество разработчиков. Это плюс при изучении новых навыков программирования.

R (R Project for Statistical Computing) — это одновременно язык программирования, вычислительная и графическая среда. Его создавали как платформу для статистических расчетов и визуализаций. Применяется в таких областях, как анализ данных и статистика. В этих областях он сильно конкурирует с Python. Python — язык общего назначения, поэтому его чаще выбирают программисты. R в основном ограничен узкой областью науки о данных.

Ruby

 

Ruby — начните с него изучение программирования, если вы — новичок. Он был создан в 1990-х годах как эффективный инструмент процедурного и функционального программирования.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Ruby чаще всего применяется в веб-разработке

Фреймворк веб-приложений, реализованный в Ruby, называется Ruby on Rails («RoR»). Разработчики Ruby хвалят его за то, что на нем легко писать, а также за относительно короткое время, необходимое для изучения. Эти атрибуты привели к появлению большого сообщества разработчиков Ruby и растущему интересу к языку среди начинающих разработчиков.

Ruby — это интерпретируемый, объектно-ориентированный язык программирования. Он часто используется для написания однострочных, сценариев, текстовых редакторов и создания прототипов новых приложений. Его преимущество — большое количество веб-фреймворков и приложений. Здесь стоит упомянуть о Jekyll и Ruby on Rails. Создавать сайты на этом языке просто и быстро.

Он используется такими сайтами, как:

  • Twitch.tv;
  • Starbucks;
  • Tumblr;
  • Shopify;
  • Heroku.

Ruby — один из простейших языков. Он имеет очень интуитивно понятный синтаксис, который можно очень быстро изучить даже для начинающих писать код, аналогично Python. Чтение кода Ruby практически идентично чтению инструкций на английском языке. Нет определений типов, синтаксис прост по сравнению с такими языками, как Java или C ++.

Ruby — это язык высокого уровня, поэтому нам не нужно беспокоиться о деталях низкого уровня, таких как управление памятью.

SQL

В отличие от других языков в этом списке, которые используются для написания программ, SQL — «язык структурированных запросов» и часто произносится как «продолжение» — используется для запроса данных, как следует из названия. Запросы данных SQL отправляются на сервер, который затем возвращает запрошенную информацию. Несмотря на стандартизацию, разработано множество вариантов, таких как PostgreSQL и Microsoft SQL Server. Из-за их сходства изучение одного варианта облегчает изучение других.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
SQL используется для управления базами данных

Серверы баз данных SQL обеспечивают работу многих сайтов и приложений, храня такую ​​информацию, как профили пользователей и сообщения. Однако, поскольку SQL строго ориентирован на данные, возможности карьерного роста выходят за рамки разработки веб-приложений или мобильных приложений. Для высокооплачиваемой и востребованной карьеры, такой как аналитик бизнес-аналитики или специалист по данным, требуется знание SQL для решения повседневных задач.

SQL — это язык структурированных запросов, используемый для управления базами данных. Служит для создания, изменения, загрузки и удаления данных из баз данных. SQL — это стандарт для связи с серверами реляционных баз данных. SQL значительно отличается от других языков программирования, таких как C ++ или Java. Он не предназначен для создания программ, а только для запросов к базе данных. Знание SQL — это фундаментальный навык, который впоследствии можно использовать при написании программ на языках, которые позволяют взаимодействовать с базами данных.

JavaScript

Интерактивность и насыщенность сайтов за последние годы резко возросли. HTML и CSS — их основа, но драйвер пользовательских интерфейсов — JavaScript. Высокий уровень программирования на JavaScript стал доступен с помощью стандартных инструментов, таких как мощный, удобный для новичков Vue JS или более продвинутые ReactJS и Angular , ранее называвшиеся AngularJS.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
JavaScript поддерживает объектно-ориентированный, императивный и функциональный стили.

Разработчики, обладающие визуальным чутьем или интуицией в отношении взаимодействия с пользователем, будут преуспевать как веб-разработчики или интерфейсные инженеры. Однако JavaScript не ограничивается интерфейсами. Благодаря платформе Node JS , JavaScript также дает разработчикам возможность создавать серверные части, которые могут поддерживать веб-приложения, мобильные приложения или даже выступать в качестве автономного API для интеграции с другими сервисами и компаниями. Это расширяет карьерный потенциал, поскольку те, кто ищет организационную гибкость, могут использовать один язык, чтобы стать востребованными инженерами полного цикла.

JavaScript — это язык высокого уровня с динамической типизацией. Чаще всего он используется при создании сайтов, обеспечении интерактивности страниц и обработке событий, проверке форм или создании элементов навигации. Использование языка JavaScript облегчает использование такой библиотеки, как jQuer. В более крупных проектах стоит использовать статическую типизацию и объектно-ориентированное программирование в TypeScript. В таких случаях также стоит использовать фреймворки для создания приложений, такие как Angular , React или Vue, которые значительно упрощают работу.

Javascript также можно использовать для создания браузерных игр. Популярный фреймворк для этой цели — Phaser. Благодаря таким платформам, как Electron.js или nw.js, можно создавать полноценные кроссплатформенные приложения, игры, используя только веб-технологии (HTML, CSS, JS …) благодаря комбинации Node. js и движка браузера Chromium. JavaScript также можно использовать на стороне сервера (backend) благодаря Node.js.

Rust

Rust — мультипарадигмальный язык программирования. Разработан Mozilla. Синтаксически похож на C ++. Предлагает автоматическое управление памятью. Отличается высокой производительностью. Rust, как и другие низкоуровневые языки, имеет немного более высокий порог входа. Это не самый простой язык для новичков.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Rust — новый экспериментальный язык программирования, разрабатываемый Mozilla.

Rust был самым популярным языком среди разработчиков 3 года подряд — в 2016, 2017 и 2018 годах. У него действительно хороший потенциал. Его популярность постоянно растет, и вполне возможно, что в ближайшие несколько лет Rust будет пользоваться большим спросом. Находится в постоянной разработке.

Последняя версия языка 1.54.0 была выпущена 29 июля 2021 года.

Scala

Scala — это кроссплатформенный язык программирования со статической типизацией, работающий на виртуальной машине Java. Поддерживает функциональное и объектно-ориентированное программирование. Большим преимуществом Scala является совместимость с Java. Использование масштаба преобладает в таких областях, как наука о данных , большие данные и машинное обучение.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Спроектирован для простого и быстрого создания компонентного программного обеспечения

Scala используют такие крупные компании, как:

  • LinkedIn;
  • Твиттер;
  • Zalando;
  • SoundCloud.

Scala по сравнению с Kotlin или Java имеет немного больший порог входа. Переход с Java на Scala относительно сложнее по сравнению с Kotlin.

Node.js

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Node.js превращает JavaScript из узкоспециализированного языка в язык общего назначения

Node.js — это кроссплатформенная среда выполнения JavaScript. Позволяет запускать код JavaScript на своем компьютере без использования браузера. Node.js основан на популярном движке JS V8, который используется в Google Chrome. Этот инструмент обеспечивает быстрое выполнение кода. Node.js сам по себе не является сервером, но позволяет создавать собственный HTTP-сервер или другие веб-службы. Node.js также дает вам доступ к файловой системе, методам работы с файлами и другим инструментам. Это позволяет выполнять множество задач в операционной системе.

Groovy

Groovy — это объектно-ориентированный язык программирования для платформы Java. Подобно Kotlin, Scala и другим языкам, он компилируется в байт-код Java. Groovy поддерживает динамическую и статическую типизацию, поэтому его также можно использовать в качестве языка сценариев. В нем много полезных функций, которые улучшают работу программиста и делают код более лаконичным и читаемым.

Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
Динамический язык с функциями, аналогичными функциям Python

Наиболее популярные сервисы на Groovy:

  • SoapUI — инструмент для тестирования веб-сервисов;
  • Spock — фреймворк для тестирования;
  • Jenkins — сервер автоматизации построения проектов;
  • Gradle — инструмент для создания проектов.

Groovy предлагает гораздо более лаконичный и читаемый синтаксис, который легко изучить. Его часто используют для написания скриптов или тестов.

Заключение

Высокоуровневое и низкоуровневое программирование принципиально различны. Писать код на языке низкого уровня гораздо сложнее. Выбор инструмента для программирования обуславливают цели проекта. Для ряда работ может быть полезен язык низкого уровня. Некоторые проблемы можно эффективно решить только при помощи высокоуровневого программирования. Выбирайте правильный инструмент для продуктивной работы.

 

Айтистанция
Добавить комментарий