Практическое применение языков программирования
Языки программирования: что это такое, зачем нужны и какой выбрать новичку
Разбираемся, как устроены языки программирования, почему их так много и чем они отличаются от алгоритмов.
Что такое язык программирования
Язык программирования — это набор формальных правил, по которым пишут программы. Обычный язык нужен для общения людей, а язык программирования — для общения с компьютером. Как и в любом естественном языке, тут есть лексика — слова, функции и операторы, из которых по правилам синтаксиса составляются выражения. Они имеют чёткий, вполне определённый смысл, понятный компьютеру, — семантику.
Вот, например, программа на языке JavaScript:
Здесь слово alert — лексика, один из принятых в языке методов обработки текста. Текст в одинарных кавычках, скобки, точка с запятой — правила синтаксиса. А то, что нужно сделать в итоге, — семантика. Получив эти инструкции, компьютер выведет на экран всплывающее окно с кнопкой и сообщением: «Это программа на JavaScript».
Фанат Free Software Foundation, использую Linux и недолюбливаю Windows. Пишу истории про кодинг и программы на Python. Влюблен в LISP, но пока что не умею на нем программировать.
Чем языки программирования отличаются от алгоритмов
Программы нужны для того, чтобы машина сделала что-то полезное. Это невозможно, если нет чёткого порядка действий и правил их выполнения — алгоритма.
Алгоритм работает как маршрут в навигаторе: «Из пункта А едем в пункт Б, поворот через 150 метров». Англичанин понимает его по-английски, китаец —
по-китайски, а мы с вами — по-русски. Языки разные, а порядок действий один и все должны добраться до нужного места.
Любая программа начинается с алгоритма, но на разных языках это может выглядеть по-разному. Например, вот эта — на языке С — проверяет, чтобы делитель не был нулём, а затем делит одно число на другое. Или пишет, что так делать нельзя.
То же самое, но на Python.
В программе на Python нет фигурных скобок и точек с запятой, но алгоритм и результат работы такой же, как у программы на C, да и слова похожи.
Перейти с одного языка программирования на другой легко: если знаешь Java — быстро начнёшь кодить, например, на Python или C#.
Как компьютер понимает разные языки программирования
На самом деле язык программирования — это не язык компьютера. Машина понимает последовательности нулей и единичек: есть напряжение в цепи — единица, нет — ноль. Поэтому любую программу сначала надо перевести в набор таких машинных команд.
Для этого есть два инструмента — компилятор и интерпретатор. Компилятор работает как бюро переводов: вы отдаёте ему весь текст программы, а он превращает его в исполняемый код, набор команд для процессора. Интерпретатор больше похож на переводчика-синхрониста: сказали фразу — синхронист тут же её перевёл, а компьютер выполнил.
Внутри компиляторов и интерпретаторов — сложные наборы правил по превращению языка программирования в машинный код, понятный компьютеру. Это тоже программы. Их пишут создатели нового языка — на каком-то другом, уже существующем. Например, интерпретатор Python написан на C, а сам C — на ассемблере, практически машинном коде.
Что такое библиотеки
Библиотеки — наборы функций, готовых шаблонов, написанных на каком-то из языков программирования. Это удобно и похоже на книги в обычной библиотеке: на них можно ссылаться внутри программ и сразу получать результат без необходимости каждый раз писать много кода.
Например, в Python есть модуль — библиотека yandex_translate, которая переводит тексты на разные языки. Программистам не надо создавать программу-переводчик с нуля, достаточно подключить этот модуль и обратиться к нему из любой точки кода.
Языки программирования сейчас и в ближайшем будущем. Что и зачем учить?
Большинство из того, с чем мы взаимодействуем в жизни, от светофора и лифта до сайтов и приложений в телефоне, основано на работе программ.
Программирование становится все проще и доступнее — стоя у той же мультиварки, никто не называет это программированием. И такого рода взаимодействий становится с каждым днем больше. Уже сегодня, чтобы отправить флот беспилотников на съемку карты или патрулирование, их оператор работает с визуальным интерфейсом. То же происходит и у роботизированного конвейера или при запуске 3D-принтера.
Конечные пользователи обычно не задумываются, что скрыто в «черном ящике», выдающем результат. А в нем — программный код, и код этот в ближайшей перспективе, несмотря на распространение визуальных и языковых систем управления, никуда не исчезнет, и те, кто его пишут, будут становиться все более востребованными.
Код — это объяснение, написанное на том или ином языке программирования, дающее компьютеру понять, что мы от него хотим, прослойка между человеческой речью и нулями и единицами в электронном мозгу. Языков много, у каждого из них свои задачи, свои ограничения и свои преимущества. Одни предназначены для разработки игр или мобильных приложений, другие — для создания сайтов, третьи нужны ученым или digital-художникам. Есть языки, на которых пишут миллионы программистов по всему миру, а есть используемые единицами для решения специфических задач.
Мы решили сделать обзор языков программирования, наиболее актуальных для2018 года. Обзор рассматривает прикладные языки, подходящие для веб-разработки, для создания telegram-ботов, iOS- и Android-приложений и игр. Он предназначен для тех, кому программирование стало интересно недавно — десятиклассника, подумывающего о фрилансе, студентки, присматривающей себе место в опенспейсе крупной компании или ребят, вчера-сегодня придумавших идею для стартапа. Тем не менее, этот обзор может быть интересен и тем, кто ставит перед собой более специфические, например, научные задачи. Ведь знания, полученные при изучении какого-то одного языка, заметно упрощают дальнейший переход на другие.
Языки разработки сайтов
Разработка для веб имеет две стороны — frontend и backend. Первая — это то, что мы видим на экране, визуальный интерфейс сайта или онлайн-сервиса. Вторая – то, как система работает изнутри. Средства frontend-разработки, иначе называемой версткой, — HTML и CSS, а наиболее актуальные языки backend на сегодняшний день — PHP, Ruby и Python.
HTML — язык визуальной разметки веб-страниц
HTML — одна из основ того, с чем мы взаимодействуем в сети. Созданный в конце восьмидесятых – начале девяностых «отцом интернета» Тимом Бернерсом-Ли, он органично развивается уже более25 лет, обретая всё новые возможности в соответствии с требованиями времени. Сегодня действующая версия стандарта языка — HTML5. Формированием стандарта занимается организация W3C — Консорциум Всемирной паутины. Она расширяет язык, задает направление его дальнейшего развития и следит за тем, чтобы исполнение HTML-команд осуществлялось во всех браузерах.
HTML отвечает за визуальную составляющую сайтов, передавая браузеру информацию о том, что должен увидеть пользователь. Сегодня язык позволяет работать с различными типами графики и анимации, разрешая целиком описать веб-страницу. HTML-программист называется верстальщиком по аналогии со специалистом, отвечающим за расположение текста и изображений в печатных книгах и журналах.
Базовое знание HTML необходимо каждому, кто планирует заниматься веб-разработкой.
В нынешней версии стандарта HTML достаточно прост в изучении, что позволяет освоить его на достаточном для начала карьеры уровне за несколько недель. Однако знания, необходимые верстальщику, не ограничиваются HTML.
CSS — язык описания стилей
CSS — язык, позволяющий значительно упростить описание визуальной стороны веб-страниц. Без него верстальщикам приходилось отдельно указывать цвет, размер, шрифт и другие подобные параметры отдельно для каждого элемента страницы. Времени уходило больше, объем кода рос, что замедляло его обработку компьютером, а вероятность ошибок была выше — ведь за всем не уследишь.
CSS — это средство задания и хранения описаний стандартных элементов. Каскадные таблицы стилей, на которых он основан, хранят в себе информацию о тех или иных предзаданных параметрах текстов и изображений. Для того, чтобы указать, что заголовок каждого абзаца должен быть написан определенным шрифтом соответствующего размера и цвета, современному верстальщику достаточно сослаться на соответствующую часть CSS-таблицы.
CSS обычно изучают параллельно с освоением HTML. Это еще одна часть той базы, которая необходима всякому, кто хочет посвятить себя созданию сайтов.
Именно на этом сочетании стандартов сегодня основывается визуальная сторона интернета
JavaScript — язык интерактивности
Разработанный в конце девяностых, но широкое распространение получивший уже во второй половине нулевых, JavaScript, или сокращенно JS — язык, обеспечивающий поддержку интерактивности веб-страниц. Именно он отвечает за работу заполняемых полей и форм, перемещение объектов, которые вы перетаскиваете курсором мыши, работу фильтров и другие свойства сайтов, уже ставшие привычными. Благодаря тому, что JavaScript-сценарии (так в этом языке называются исполняемые команды) не требуют перезагрузки страницы, JS обеспечивает повышение скорости работы веб-систем.
На освоение языка у начинающего верстальщика, уже познакомившегося с HTML и CSS, уйдет несколько недель. Знакомство с JavaScript также сможет стать первым шагом к изучению языков, необходимых backend-разработчику и программисту мобильных приложений. Важно отметить, что в последние годы благодаря платформе NodeJS, преобразующей JavaScript в машинный код, этот язык все больше превращается в полноценное средство разработки.
PHP — инструмент для создания веб-страниц
PHP, изначально называвшийся Personal Home Page Tools — «Инструменты для создания персональных веб-страниц», — язык, созданный в 1995 году на основе Perl специально для создания сайтов. Несмотря на критику, которой PHP часто подвергается сторонниками языков, имеющих более широкое применение, он до сих пор остается наиболее распространенным средством веб-разработки.
Как и другие backend-языки, PHP отвечает за взаимодействие с базами данных и описывает алгоритмы работы программ. PHP имеет множество оболочек-фреймворков, облегчающих работу с ним. Большинство популярных систем управления сайтами (CMS) написаны именно на PHP.
К недостаткам языка обычно относят его однобокость и некоторую заторможенность развития. Но логика и семантика PHP за последние годы значительно изменились, и теперь он мало чем уступает Python или Ruby, по крайней мере, в части разработки сайтов.
Специализированность PHP позволяет изучить его сравнительно быстро — уже через месяц–полтора начинающий программист сможет собрать на нем свой первый сайт.
Python — язык общего назначения
Python — это уже серьезно. Существующий с 1980-х годов, но при этом все еще развивающийся, заложивший основы объектно-ориентированного программирования и повлиявший на многие более поздние языки, Python до сих пор сохраняет свои позиции. Этот язык подходит уже не только для разработки сайтов. На Python можно писать и мессенджер-ботов, и сложные приложения.
Главными принципами Python, сформулированными одним из его создателей Тимом Петерсом, являются чистота и красота кода, его понятность и однозначность.
Python хорошо масштабируется в зависимости от стоящих перед программистом задач. К недостаткам языка порой относят относительно невысокую скорость обработки команд, но в прикладном программировании это не очень принципиально. При интенсивном режиме обучения начинающий программист сможет разрабатывать на Python уже через полтора–два месяца.
Ruby — модный и крутой
Действительно модный — именно на нем написан Twitter, им пользуются разработчики Look At Media. Ruby является главным конкурентом Python за звание по-настоящему объектно-ориентированного языка. Созданный в начале девяностых под влиянием языка Perl, Ruby подходит для решения широкого спектра задач, от веб-программирования до разработки сложных интегрированных систем, включающих сайты, мобильные приложения и виджеты рабочего стола.
Ruby быстр в работе и логичен в своем устройстве и синтаксисе. Всплеск интереса к языку и рост его применения в последние годы обеспечивают ему, пожалуй, самые лучшие перспективы на ближайшее будущее. Главная проблема этого языка сегодня в том, что он довольно слабо востребован: в Ruby-программистах сейчас заинтересован всего 1% работодателей. Так что его изучение в качестве первого языка — выбор на свой страх и риск.
Языки мобильной разработки
Разработка мобильных приложений — область, стоящая несколько особняком от других направлений программирования. Рост количества мобильных устройств, повышение скорости их работы и доступных им возможностей всего за десять последних лет сформировали огромный новый рынок, который все продолжает расти. Основными мобильными платформами сегодня являются iOS от Apple и Android от Google.
Разработка под iOS
Изначально разработка программ для Apple-устройств осуществлялась на языке Objective-C, затем в 2014-м на смену ему пришел специально созданный в Apple язык программирования Swift. Несмотря на то, что сегодня разработка iOS-приложений ведется на нем, знание Objective-C будет не лишним для программиста. Кроме лучшего понимания принципов работы приложений, которое даст его освоение, этот язык является и потенциальным первым шагом к освоению C — языка общего назначения, подходящего для широкого круга профессиональных задач, таких как разработка операционных систем, серверного программного обеспечения и драйверов устройств. Главной задачей, которую ставили перед собой создатели Objective-C было быстродействие языка при минимуме ошибок и сниженной нагрузке на оперативные мощности устройства.
Swift унаследовал и развил эти качества. Главные плюс Swift — скорость работы и простота в освоении. Минус — то, что этот язык предназначен строго для iOS-разработки. Впрочем, он отлично подходит и для того, чтобы стать первым языком начинающего программиста.
На освоение Swift потребуется около полутора месяцев. Если дополнить его изучением Objective-C, стоит заложить еще шесть–восемь недель.
Разработка под Android
Android — самая распространенная сейчас мобильная платформа. Основой для приложений под нее является язык программирования Java. Дополнительные средства разработки — среды Eclipse и Android Studio. Освоение Java позволяет в дальнейшем перейти к разработке более сложных программ. Язык находит себе применение и в сложных торговых системах, и в небольших виджетах для рабочего стола.
Java был создан в 1995 году и сразу же ориентировался на обеспечение работы портативных устройств. Для этого язык разрабатывался таким образом, чтобы эффективно работать при небольших объемах оперативной и дисковой памяти. Сегодня, когда простенький смартфон по своей производительности опережает компьютеры середины девяностых, быстродействие Java все так же актуально, ведь выросло и количество задач, которые выполняют носимые гаджеты.
Дополнительные среды разработки, например, Eclipse — инструменты, облегчающие работу программиста и позволяющие ему быстрее решать те задачи, которые на чистом Java заняли бы больше времени.
Освоение пакета Java+Eclipse/Android Studio займет у начинающего, но увлеченного программиста три-четыре месяца.
Разработка игр
Основным инструментом game development сегодня является движок Unity. Для работы с Unity программисту понадобится знание языка C# — одного из популярных ответвлений языка C, предназначенного для широкого круга работ. Среди них разработка игр стоит далеко не на первом месте. Это позволяет в дальнейшем легко переквалифицироваться для решения более серьезных задач. Альтернативой может стать освоение JavaScript, упомянутого выше.
Unity — графическая среда разработки, визуальный язык программирования. Именно подобные средства со временем придут на смену кодингу в большинстве прикладных областей. Unity был создан в 2005 году и прошел с того момента множество итераций-обновлений. Сегодня среда разработки позволяет создавать 2D- и 3D-игры и разрабатывать приложения.
Освоение C#, который используется для создания сценариев потребует восьми–десяти недель. А чтобы разобраться с Unity, будущему разработчику игр понадобится еще около месяца.
Как видите, программирование — это не какое-то сакральное знание, а набор вполне прикладных навыков и знаний. Для того, чтобы начать им заниматься, достаточно выбрать интересную для вас область, определиться с тем, с какого языка хотелось бы начать, и решить, что вы хотели бы программировать в перспективе. Одни языки узко специализированы, что дает им преимущество в скорости освоения, другие — открывают путь в смежные области программирования и к новым, порою неожиданным задачам и возможностям. Выбор за вами, главное — начать.
Какие языки программирования для чего нужны?
Среди множества языков программирования очень легко запутаться и понять какой для чего нужен. В статье мы рассмотрим популярные ЯП и узнаем какие для чего нужны и где используются.
Среди алгоритмических инструментов разработки этот язык стал одним из самых часто используемых. Практическое применение С нашел в «низкоуровневом программировании»: элементы ОС, драйверы, программы по управлению различными приборами и системами.
Специалисты, владеющие языком С, сейчас пользуются пусть и небольшим, но постоянным спросом. Однако из-за специфики создаваемых на Си продуктов, требования к этим разработчикам очень высокие. В связи с чем на постсоветском пространстве начинающим С-программистам практически нереально найти себе работу.
Тем не менее, закрывать глаза на С не стоит, ведь его можно назвать прародителем большей части современных языков. Просто настройте себя на то, что знание С будет хорошим фундаментом для продолжительного и успешного карьерного роста, и не надейтесь сразу заниматься решением прикладных задач, таких как создание сайтов или приложений для мобильных устройств.
Тот случай, когда название раскрывает всю суть: С++ действительно является «улучшенным вариантом» языка С. Вот только модернизация сделала его более сложным для понимания, изучения и применения. Но даже несмотря на это он уже много лет не перестает быть востребованным.
С++ – это билет для разработчика в мир всех шустрых программ: игры, антивирусное ПО, поисковики. И это далеко не полный перечень того, что создается посредством «Си плюс плюс».
Как правило к знакомству с этим языком приступают только поработав с С или любой другой более легкой средой. Новичкам однозначно не нужно выбирать С++, тем более если вам не приходится работать со сложными математическими алгоритмами. Однако если в мечтах вы видите себя разработчиком таких потрясающих игр как легендарные WarCraft и Doom, а не простых мобильных тетрисов, тогда подружиться с С++ все-таки придется. Но начать настоятельно рекомендуем с чего-то более доступного.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
Детище корпорации Microsoft и еще одно поколение языка С. От С++ Си-шарп отличается относительной простотой, так что курсы по его изучению подойдут и начинающим разработчикам. На С# сейчас пишутся веб-приложения, продукты для ОС Windows и даже для смартфонов с Windows Phone (наверное, надеясь, что Microsoft решит не забрасывать свою мобильную ОС окончательно).
В нашей стране вакансий для айтишников-новичков C# сегодня хватает. Обладая хорошей базой знаний можно найти более-менее несложную работу в престижных компаниях. Так что если вы в поиске стабильной и неплохо оплачиваемой деятельности, путь «шарписта» – вполне подходящий вариант.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
Swift
Swift – это новый язык от Apple, призванный заменить неудобный и получающий большое количество упреков от программистов Objective-C. Пока нельзя утверждать, что Swift полностью оправдал возложенные на него ожидания.
Однако популярность языка постоянно растет, вместе с тем Objective-C так же уверенно теряет свою востребованность. Поэтому, если вы планируете заниматься программированием под яблочные устройства, можете не тратить время и усилия на устаревающий Objective C, а сразу приступайте к изучению Swift.
В масштабах крупных международных проектов некогда популярнейшая среда для разработки веб-приложений и сайтов PHP сейчас несколько устарела. Но благодаря тому, что этот язык прост в изучении и все еще активно используется для решения узкопрофильных задач, изучение программирования в целом можно начать именно с него.
Перспективы карьерного роста у специалистов со знанием PHP достаточно неплохи: как минимум, огромное количество написанных в данной среде проектов нуждаются в поддержке и/или доработке. Однако уровень зарплаты даже у опытных и высококомпетентных PHP-разработчиков заставляет желать лучшего: их коллеги, работающие с Java или C++ за тот же объем обычно получают большую прибыль.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
В мировом рейтинге популярных языков программирования Java занимает почетное второе место. Он используется так же массово, как C++, не имея при этом многих его недостатков. Прежде всего, данная среда предназначена для создания обширных продуктов с высокой нагруженностью для транснациональных организаций и простых приложений, игр на Android-устройства.
Java-программисты востребованы везде. К тому же их труд хорошо оплачивается. Никаких предпосылок к тому, что в скором времени этот язык сдаст свои позиции, нет. И хотя он не так прост в изучении, как тот же PHP, отдача от владения им будет достойной.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
JavaScript
Свое название JS получил на волне актуальности Java, и поэтому их часто путают. К тому же теперь JavaScript вынужден бороться за статус равноправного ЯП. Стоит отметить, у него это очень хорошо получается, ведь именно он стал самым популярным среди разработчиков всего мира.
Востребованностью JS обязан прежде всего развитию Web. На нем пишется пользовательский интерфейс всех интерактивных веб-приложений, благодаря которым браузер превратился в полезный и удобный рабочий инструмент, став в один ряд с пакетом Microsoft Office и сотнями других стандартных приложений для ОС Windows. Кроме того JavaScript нашел свое место в серверном программировании.
Этот язык в последнее время активно покоряет новые сферы. Причем стартовать с ним в профессии гораздо легче, чем с Java, а зарплаты часто бывают одинаковыми. Вывод таков: JavaScript сейчас является одним из самых удачных вариантов для начинающих разработчиков.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
Python
«Питон» универсален и сравнительно прост для изучения. Он надежно осел в весьма перспективной сфере data mining или по-русски интеллектуальном анализе данных. Суть этой деятельности заключается в использовании бизнес-информации для поиска неявных закономерностей спроса с последующим изучением возможных направлений развития дела.
Также Python применяют создатели веб-сервисов, разработчики серверной архитектуры многопользовательских онлайн игр и прочие. Потребность в профессионалах, знающих Python, увеличивается, поэтому вы точно не прогадаете, приступив к его изучению.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
Среда R создавалась специально для анализа данных, что объясняет высокий уровень ее распространенности в данной сфере. Зарплата у тех, кто пишет на узком языке R, выше, чем у Python-программистов, но и найти вакансию им сложнее. Одним словом, знание R не помешает, если ваша профессия связана с data mining. А вот пытаться сделать первый шаг в мир разработки ПО с такого рода языком все-таки не стоит.
Несмотря на достаточную популярность в веб-программировании, Ruby на нашем рынке труда далеко не всегда может предоставить своему носителю перспективное и высокооплачиваемое место. Новичкам не рекомендуем выбирать курсы Ruby в качестве первых, поскольку риски не найти работодателя в этом случае очень высоки: вакансии для начинающих Ruby-разработчиков появляются, скажем прямо, нечасто.
Специалисты со знанием бухгалтерского ЯП для всем известной 1С нужны везде: не только IT компаниям, но и крупным организациям других сфер деятельности. Поэтому изучение 1С – это прекрасный способ стать айтишником без высокого уровня владения английским языком.