Ngôn ngữ máy tính là phương tiện để con người giao tiếp với máy tính. Những ngôn ngữ này cho phép chúng ta đưa ra hướng dẫn cho máy tính theo cách mà nó có thể hiểu và thực thi. Có nhiều loại ngôn ngữ máy tính, mỗi loại được thiết kế cho các mục đích và mức độ trừu tượng khác nhau.
Ngôn ngữ máy là loại ngôn ngữ máy tính cơ bản nhất. Nó bao gồm mã nhị phân, là một chuỗi số 0 và 1, và nó trực tiếp điều khiển các hoạt động vật lý của phần cứng máy tính. Một ví dụ về hướng dẫn ngôn ngữ máy có thể là 0001001101010001 , có thể biểu thị một thao tác cụ thể như cộng hai số trong CPU của máy tính.
Ngôn ngữ hội cao hơn một bước so với ngôn ngữ máy. Nó sử dụng các hướng dẫn tượng trưng để thể hiện mã nhị phân, giúp con người dễ hiểu và viết dễ dàng hơn một chút. Lệnh hợp ngữ có thể trông giống như MOV AL, 61h di chuyển giá trị thập lục phân 61 vào thanh ghi AL của CPU. Mặc dù có mức độ dễ đọc cao hơn so với ngôn ngữ máy nhưng nó vẫn được coi là ngôn ngữ cấp thấp vì gắn chặt với phần cứng.
Ngôn ngữ cấp cao cung cấp mức độ trừu tượng hóa phần cứng cao hơn so với ngôn ngữ cấp thấp. Chúng gần với ngôn ngữ tự nhiên của con người hơn và được thiết kế để dễ đọc và dễ hiểu. Ví dụ về các ngôn ngữ cấp cao bao gồm:
Ngôn ngữ cấp cao thường được biên dịch hoặc giải thích thành mã máy mà máy tính có thể thực thi. Trình biên dịch dịch toàn bộ chương trình cấp cao sang ngôn ngữ máy cùng một lúc, trong khi trình thông dịch dịch từng lệnh một trong khi thực thi.
Ngôn ngữ kịch bản là một tập hợp con của các ngôn ngữ cấp cao được thiết kế để tự động hóa các tác vụ, thao tác dữ liệu và viết nhanh các tập lệnh để hoàn thành các tác vụ khác nhau. Những ví dụ bao gồm:
Ngôn ngữ đánh dấu được thiết kế để định dạng và trình bày dữ liệu. Chúng không phải là ngôn ngữ lập trình theo nghĩa truyền thống vì chúng không chứa các câu lệnh logic hoặc luồng điều khiển. Tuy nhiên, chúng rất quan trọng để xác định cấu trúc và bố cục dữ liệu trong phát triển web và định dạng tài liệu. Những ví dụ bao gồm:
Ngôn ngữ dành riêng cho miền (DSL) là ngôn ngữ máy tính chuyên dụng được phát triển cho các tác vụ hoặc miền cụ thể. Chúng được thiết kế để giải quyết các vấn đề trong một lĩnh vực cụ thể và không dành cho các nhiệm vụ lập trình chung. Những ví dụ bao gồm:
Mỗi loại ngôn ngữ máy tính đều có điểm mạnh và điểm yếu riêng và việc lựa chọn sử dụng ngôn ngữ nào tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của dự án. Ví dụ: các ngôn ngữ cấp thấp cung cấp hiệu suất cao và khả năng kiểm soát phần cứng nhưng khó học và dễ mắc lỗi. Mặt khác, các ngôn ngữ cấp cao dễ học và sử dụng hơn nhưng có thể không mang lại mức độ kiểm soát hoặc hiệu quả tương tự cho một số tác vụ nhất định.
Trong ngữ cảnh của ngôn ngữ máy tính, cú pháp đề cập đến tập hợp các quy tắc xác định sự kết hợp của các ký hiệu được coi là chương trình có cấu trúc chính xác trong ngôn ngữ đó. Ví dụ: trong Python, việc viết print('Hello, world!') tuân thủ các quy tắc cú pháp cho lệnh gọi hàm. Tuy nhiên, ngữ nghĩa đề cập đến ý nghĩa đằng sau các yếu tố cú pháp. Trong ví dụ đã cho, ngữ nghĩa liên quan đến việc hiển thị văn bản Hello, world! tới người dùng.
Hiểu cả cú pháp và ngữ nghĩa là rất quan trọng để học bất kỳ ngôn ngữ máy tính nào, vì nó cho phép các lập trình viên viết mã không chỉ tuân thủ các quy tắc của ngôn ngữ mà còn thực hiện các hoạt động mong muốn.
Ngôn ngữ máy tính đã phát triển đáng kể qua nhiều năm, từ mã nhị phân nguyên thủy của ngôn ngữ máy đến cú pháp nâng cao, thân thiện với người dùng của các ngôn ngữ cấp cao hiện đại. Sự phát triển này được thúc đẩy bởi nhu cầu về các ngôn ngữ hiệu quả hơn, dễ đọc và dễ sử dụng hơn để có thể đáp ứng sự phức tạp ngày càng tăng của các ứng dụng và hệ thống máy tính. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, chúng ta có thể mong đợi được thấy những phát triển và đổi mới hơn nữa trong ngôn ngữ máy tính.
Ngôn ngữ máy tính là cầu nối kết nối suy nghĩ của con người với hành động của máy tính. Từ độ chính xác cấp thấp của ngôn ngữ hợp ngữ đến tính trừu tượng và dễ sử dụng của các ngôn ngữ cấp cao, mỗi loại ngôn ngữ đều có vị trí của nó trong thế giới điện toán. Hiểu các nguyên tắc cơ bản, điểm mạnh và trường hợp sử dụng của các ngôn ngữ máy tính khác nhau là điều cần thiết đối với bất kỳ ai muốn nghiên cứu sâu về lập trình, phát triển web, phân tích dữ liệu hoặc bất kỳ lĩnh vực nào khác liên quan đến máy tính.
