ภาษาโปรแกรมถือเป็นพื้นฐานของวิทยาการคอมพิวเตอร์และการเขียนโปรแกรม ช่วยให้มนุษย์สามารถสื่อสารคำสั่งไปยังคอมพิวเตอร์ได้ ภาษาการเขียนโปรแกรมมีหลายประเภทและการออกแบบ แต่ละภาษามีจุดประสงค์ที่แตกต่างกัน บทเรียนนี้จะสำรวจแนวคิดหลักของภาษาการเขียนโปรแกรม การจัดหมวดหมู่ และตัวอย่าง
โดยพื้นฐานแล้ว ภาษาโปรแกรมคือชุดคำสั่งที่คอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้ คำแนะนำเหล่านี้จะบอกคอมพิวเตอร์ถึงวิธีการทำงานเฉพาะอย่าง เพื่อให้ทำสิ่งนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ภาษาโปรแกรมจะต้องมีไวยากรณ์ (กฎเกี่ยวกับวิธีสร้างคำสั่งเหล่านี้) และความหมาย (ความหมายเบื้องหลังคำสั่งเหล่านี้)
ภาษาการเขียนโปรแกรมสามารถแบ่งกว้าง ๆ ได้เป็นสามประเภทหลัก: ภาษาระดับต่ำ, ภาษาระดับสูง และภาษาสคริปต์ แต่ละหมวดหมู่มีวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันและสอดคล้องกับกระบวนทัศน์การเขียนโปรแกรมต่างๆ
ภาษาระดับต่ำจะอยู่ใกล้กับรหัสเครื่อง ซึ่งเป็นชุดคำสั่งไบนารี่ที่โปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์สามารถดำเนินการได้โดยตรง ภาษาระดับต่ำสองประเภทหลักคือภาษาแอสเซมบลีและภาษาเครื่อง
ภาษาแอสเซมบลี: ใช้รหัสช่วยจำและป้ายกำกับเพื่อแสดงคำสั่งระดับเครื่อง มนุษย์สามารถอ่านได้ง่ายกว่ารหัสเครื่องเล็กน้อย แต่ยังต้องมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์
ภาษาเครื่อง: นี่คือระดับภาษาต่ำสุด ซึ่งประกอบด้วยรหัสไบนารี่ (0 และ 1) ที่ประมวลผลโดยตรงโดยโปรเซสเซอร์
ตัวอย่าง:
คำสั่งภาษาแอสเซมบลี: MOV A, B (คำสั่งนี้จะย้ายเนื้อหาของรีจิสเตอร์ B ไปยังรีจิสเตอร์ A)
ภาษาโปรแกรมระดับสูงได้รับการออกแบบมาให้มนุษย์สามารถอ่านได้ง่ายขึ้น และช่วยลดความซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ได้มาก อนุญาตให้โปรแกรมเมอร์เขียนคำสั่งโดยใช้คำสั่งคล้ายภาษาอังกฤษ ซึ่งจากนั้นจะถูกแปลเป็นรหัสเครื่องผ่านคอมไพเลอร์หรือล่าม ตัวอย่างของภาษาระดับสูง ได้แก่ Python, Java, C++ และ JavaScript
ตัวอย่าง:
รหัส Python: print("Hello, World!") (คำสั่งนี้จะพิมพ์ข้อความ "Hello, World!" ไปยังคอนโซล)
ภาษาสคริปต์คือภาษาโปรแกรมระดับสูงประเภทหนึ่งที่โดยทั่วไปจะมีการตีความมากกว่าคอมไพล์ มักใช้สำหรับงานอัตโนมัติ การพัฒนาเว็บ และการสร้างเนื้อหาแบบไดนามิกบนเว็บไซต์ ตัวอย่าง ได้แก่ Python (ใช้เป็นภาษาสคริปต์ด้วย), Perl และ Ruby
ตัวอย่าง:
สคริปต์ Python: นำเข้าระบบปฏิบัติการ
os.listdir('.') (สคริปต์นี้แสดงรายการไฟล์และไดเร็กทอรีทั้งหมดในไดเร็กทอรีปัจจุบัน)
กระบวนทัศน์การเขียนโปรแกรมเป็นวิธีหนึ่งในการจัดประเภทภาษาการเขียนโปรแกรมตามคุณสมบัติและสไตล์การเขียนโปรแกรมที่พวกเขาสนับสนุน กระบวนทัศน์ทั่วไปบางประการได้แก่การเขียนโปรแกรมเชิงขั้นตอน เชิงวัตถุ เชิงฟังก์ชัน และเชิงประกาศ
การเขียนโปรแกรมตามขั้นตอน: มุ่งเน้นไปที่การเขียนชุดของขั้นตอนหรือฟังก์ชันที่ทำงานกับข้อมูล C เป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีของภาษาขั้นตอน
การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (OOP): กระบวนทัศน์นี้มีพื้นฐานอยู่บนแนวคิดของ "วัตถุ" ซึ่งประกอบด้วยข้อมูลและวิธีการ Java และ Python เป็นตัวอย่างของภาษาเชิงวัตถุ
การเขียนโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน: เน้นฟังก์ชันที่รับอินพุตและสร้างเอาต์พุตโดยไม่ต้องเปลี่ยนสถานะ Haskell และ Scala เป็นตัวอย่างของภาษาที่ใช้งานได้
การเขียนโปรแกรมที่เปิดเผย: มุ่งเน้นไปที่ตรรกะของการคำนวณโดยไม่ต้องอธิบายโฟลว์การควบคุม SQL (สำหรับการสืบค้นฐานข้อมูล) เป็นตัวอย่างของภาษาที่ประกาศ
ภาษาโปรแกรมมีการพัฒนาอย่างมีนัยสำคัญตลอดหลายปีที่ผ่านมา ตั้งแต่ภาษาแอสเซมบลีในยุคแรกๆ ไปจนถึงภาษาสมัยใหม่และเป็นนามธรรมมากขึ้น แนวโน้มในการพัฒนาภาษาการเขียนโปรแกรมดูเหมือนจะมุ่งไปที่การเพิ่มความเป็นนามธรรม ความสะดวกในการใช้งาน และความคล่องตัว
ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ เราได้เห็นการเพิ่มขึ้นของภาษาเฉพาะโดเมน (DSL) ที่ออกแบบมาสำหรับงานเฉพาะ เช่น SQL สำหรับการสืบค้นฐานข้อมูล และ HTML สำหรับการออกแบบหน้าเว็บ นอกจากนี้ ยังมีการเน้นที่เพิ่มมากขึ้นเกี่ยวกับคุณลักษณะทางภาษาที่รองรับการเขียนโปรแกรมพร้อมกันและแบบขนาน เนื่องจากแอปพลิเคชันมีการกระจายมากขึ้นและเป็นแบบมัลติเธรดมากขึ้น
ภาษาโปรแกรมเป็นเครื่องมือสำคัญในด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์และการพัฒนาซอฟต์แวร์ การทำความเข้าใจภาษาประเภทต่างๆ หมวดหมู่ และกระบวนทัศน์สามารถช่วยในการเลือกภาษาที่เหมาะสมสำหรับงานเฉพาะได้ เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น ภาษาการเขียนโปรแกรมจะยังคงปรับตัวต่อไป โดยนำเสนอวิธีสื่อสารกับคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
