زبان های برنامه نویسی یکی از جنبه های اساسی علوم کامپیوتر و برنامه نویسی هستند. آنها انسان ها را قادر می سازند تا دستورالعمل ها را به رایانه ها منتقل کنند. زبان های برنامه نویسی انواع و طرح های مختلفی دارند که هر کدام اهداف متفاوتی دارند. این درس مفاهیم اصلی زبان های برنامه نویسی، دسته بندی آنها و مثال ها را بررسی می کند.
در هسته خود، زبان های برنامه نویسی مجموعه ای از دستورالعمل ها هستند که توسط رایانه قابل درک هستند. این دستورالعمل ها به رایانه می گویند که چگونه وظایف خاصی را انجام دهد. برای انجام موثر این کار، زبان های برنامه نویسی یک نحو (قوانینی در مورد نحوه ساخت این دستورالعمل ها) و معنایی (معنی پشت این دستورالعمل ها) ارائه می دهند.
زبان های برنامه نویسی را می توان به طور کلی به سه دسته اصلی طبقه بندی کرد: زبان های سطح پایین، زبان های سطح بالا و زبان های برنامه نویسی. هر دسته اهداف مختلفی را دنبال می کند و با پارادایم های برنامه نویسی مختلف همسو می شود.
زبانهای سطح پایین به کد ماشین نزدیک‌تر هستند، که مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های باینری است که پردازنده رایانه می‌تواند مستقیماً اجرا کند. دو نوع اصلی زبان های سطح پایین، زبان اسمبلی و زبان ماشین هستند.
زبان اسمبلی: از کدها و برچسب های یادگاری برای نمایش دستورالعمل های سطح ماشین استفاده می کند. این کمی بیشتر از کد ماشین برای انسان قابل خواندن است، اما همچنان به درک عمیقی از سخت افزار کامپیوتر نیاز دارد.
زبان ماشین: این پایین ترین سطح زبان است که شامل کدهای باینری (0 و 1) است که مستقیماً توسط پردازنده اجرا می شود.
مثال:
دستورالعمل زبان اسمبلی: MOV A, B (این دستورالعمل محتویات ثبات B را به ثبت A منتقل می کند)
زبان های برنامه نویسی سطح بالا به گونه ای طراحی شده اند که بیشتر برای انسان قابل خواندن باشند و بسیاری از پیچیدگی های مرتبط با سخت افزار کامپیوتر را از بین ببرند. آنها به برنامه نویسان اجازه می دهند دستورالعمل هایی را با استفاده از عبارات انگلیسی مانند بنویسند، که سپس از طریق یک کامپایلر یا مفسر به کد ماشین ترجمه می شوند. نمونه هایی از زبان های سطح بالا عبارتند از Python، Java، C++ و JavaScript.
مثال:
کد پایتون: print("Hello, World!") (این عبارت متن "Hello, World!" را در کنسول چاپ می کند)
زبان های برنامه نویسی نوعی زبان برنامه نویسی سطح بالا هستند که معمولاً به جای کامپایل تفسیر می شوند. آنها اغلب برای خودکارسازی وظایف، توسعه وب و ایجاد محتوای پویا در وب سایت ها استفاده می شوند. به عنوان مثال می توان به پایتون (همچنین به عنوان زبان برنامه نویسی استفاده می شود)، پرل و روبی اشاره کرد.
مثال:
اسکریپت پایتون: سیستم عامل را وارد کنید
os.listdir('.') (این اسکریپت تمام فایل ها و دایرکتوری ها را در فهرست فعلی فهرست می کند)
پارادایم های برنامه نویسی راهی برای طبقه بندی زبان های برنامه نویسی بر اساس ویژگی های آنها و سبک برنامه نویسی است که آنها تشویق می کنند. برخی از پارادایم های رایج عبارتند از برنامه نویسی رویه ای، شی گرا، عملکردی و اعلامی.
برنامه نویسی رویه ای: بر نوشتن یک سری رویه ها یا توابع که بر روی داده ها عمل می کنند تمرکز دارد. C یک مثال شناخته شده از زبان رویه ای است.
برنامه نویسی شی گرا (OOP): این پارادایم مبتنی بر مفهوم "اشیاء" است که حاوی داده ها و روش ها است. جاوا و پایتون نمونه هایی از زبان های شی گرا هستند.
برنامه نویسی عملکردی: بر توابعی تأکید دارد که ورودی ها را می گیرند و خروجی ها را بدون تغییر حالت تولید می کنند. Haskell و Scala نمونه هایی از زبان های تابعی هستند.
برنامه نویسی اعلامی: بر منطق محاسبات بدون توصیف جریان کنترل آن تمرکز می کند. SQL (برای جستجو در پایگاه داده ها) نمونه ای از یک زبان اعلامی است.
زبان های برنامه نویسی در طول سال ها به طور قابل توجهی تکامل یافته اند، از زبان های اسمبلی اولیه تا زبان های مدرن و انتزاعی تر. به نظر می رسد روند توسعه زبان برنامه نویسی به سمت افزایش انتزاع، سهولت استفاده و تطبیق پذیری باشد.
سال‌های اخیر شاهد ظهور زبانهای اختصاصی دامنه (DSL) بوده‌ایم که برای کارهای خاص طراحی شده‌اند، مانند SQL برای پرسش‌های پایگاه داده و HTML برای طراحی صفحه وب. علاوه بر این، تاکید روزافزونی بر ویژگی‌های زبانی است که از برنامه‌نویسی همزمان و موازی پشتیبانی می‌کنند، زیرا برنامه‌ها توزیع‌تر و چند رشته‌ای می‌شوند.
زبان های برنامه نویسی ابزاری حیاتی در زمینه علوم کامپیوتر و توسعه نرم افزار هستند. درک انواع مختلف زبان ها، دسته بندی ها و پارادایم های آنها می تواند به انتخاب زبان مناسب برای کارهای خاص کمک کند. با پیشرفت تکنولوژی، زبان های برنامه نویسی به سازگاری خود ادامه می دهند و راه های قدرتمندتر و کارآمدتری برای برقراری ارتباط با رایانه ها ارائه می دهند.
