Журнал «Компьютерра» N 8 от 27 февраля 2007 года (Компьютерра - 676)
Интересное свойство всех или почти всех мэйнстримовых языков — они находятся в русле одной традиции, которую можно проследить вплоть до ассемблера и машинных кодов (выполнение инструкций по порядку, оперирование с именованными ячейками памяти — то, что называется императивным программированием). Такой способ написания программ естественным образом вытекает из самой фон-неймановской архитектуры — как литературный классицизм, построенный на «стройности и логичности самого мироздания», строго блюдущий традиции, зародившиеся еще в античности.
В оппозиции к «классицистическим» языкам всегда находились языки программирования, авторы которых основывались на собственных концепциях, не желая ограничиваться «естественными для компьютера» условиями; зачастую (но не всегда) идеологическая стройность ставилась выше практичности и вообще применимости к реальным задачам. Такие, условно говоря, «модернистские» языки (Smalltalk, Lisp, Haskell, Prolog) выглядят непривычно для «традиционного» программиста, их изучение требует определенных усилий [Интересно, кстати, что существует довольно распространенное среди программистов мнение: «профессиональный программист легко и быстро освоит любой новый язык, потому что все языки, в общем-то, похожи». Как правило, к этому мнению склонны именно программисты «классицистической» школы, и в ее рамках оно действительно верно; в противоположность этому изучение совершенно незнакомого модернистского языка обычно требует немалых усилий и времени], но и значительно расширяет кругозор и заставляет изменить взгляд на программирование как таковое. «Модернистский» подход предлагает «взгляд на программирование с другой стороны» — который, как предполагается, дает программисту возможности совершенно иного уровня. Благодаря своей непривычности и концептуальной новизне, «модернистские» языки участвуют в «общем прогрессе индустрии» опосредованно: в мэйнстрим, как правило, проникают не сами языки, а их отдельные концепции и подходы.
Диффузия идей модернистских языков в программистское сообщество происходит с двух направлений — через постепенное изменение «классицистических» языков и через появление языков абсолютно новых, которые можно назвать постмодернистскими [Мы не станем дальше углубляться в искусствоведческую метафору: определения программистского рококо, романтизма, экспрессионизма, кубизма и абстракционизма оставим в качестве развлечения для читателя] (OCaml, Python, Ruby, Scala). «Постмодернистские» языки выходят за рамки стилей и парадигм, смешивая старые и новые идеи в разных пропорциях; зачастую жертвуют концептуальной целостностью ради выразительности и поливариантности возможностей. На уровне отдельных «фраз» многие из постмодернистских языков выглядят просто и понятно любому программисту, отчего их проникновение в мэйнстрим идет куда легче, чем у «более идейных» предшественников. А тем временем и сами мэйнстримовые языки стремительно впитывают новые идеи: подобно миру искусства, в мире программирования широкое наступление постмодернизма характеризуется смешением стилей и парадигм до их полной неразделимости.
Объект исследования темы этого номера — языки программирования, которые в разное время и в разных условиях предлагались и предлагаются как альтернатива привычному, мэйнстримовому, и общепринятому; их судьба, свойства и шансы. В первой обзорной статье вкратце описывается история самого мэйнстрима — без понимания перипетий смены одного языка другим рассмотрение «альтернативы» бессмысленно. Вторая статья посвящена языкам модернистским, а третья — постмодернистским. Каждая из трех частей отслеживает развитие соответствующей ветки истории; таким образом, должна получиться некая общая картина сегодняшнего состояния дел (возможно, несколько перекошенная, и наверняка неполная).
И последнее. В соответствии с главным принципом киберпанка «будущее уже здесь, просто оно неравномерно распределено» — разные течения в программировании очень трудно разделить хронологически; первый модернистский язык программирования — Lisp — один из старейших (1958 год, из общеизвестных старше только Fortran), да и очевидно постмодернистский Perl скоро справит двадцатилетний юбилей. Поэтому деление языков программирования (и темы номера) на «классицизм», «модернизм» и «постмодернизм» происходит скорее «вдоль» истории, нежели «поперек».
С этим и начнем.
Генеральная линия: От Fortan до C#
Автор: Виктор Шепелев
Как уже было сказано, подавляющее большинство языков программирования из «настоящего мэйнстрима» ведут свою идеологическую родословную напрямую из машинного языка/ассемблера. Конечно, по этому пути они успели зайти далеко, но каждый следующий шаг был лишь логическим продолжением предыдущего.
В этом «естественном развитии» популярных языков новые концепции вводились путем постепенного «уточнения парадигмы»: новые возможности вводятся как почти «синтаксический сахар» (более краткая, удобная и понятная альтернатива существующим конструкциям, ничего принципиально не меняющая), но возникающие нюансы и вопросы и разрешение этих нюансов и вопросов приводит к формулировке новых идей [Для примера: использование именованных переменных вместо регистров и адресов памяти поднимает вопросы о типах данных; структуризация кода с помощью процедур и модулей порождает вопрос «области видимости» переменных, а также разницы между «передачей по ссылке» и «передачей по значению»; и т. п.].
Господствующая парадигма [Любим мы это слово. По большому счету, оно означает «подход», «модель построения программы или ее частей», «способ думать об архитектуре программы» — что-то в этом духе] — программирование императивное: программа — суть набор инструкций «сделай то, потом сделай это», результаты действий сохраняются и изменяются в именованных ячейках — «переменных». Отслеживая историю развития промышленного программирования, можно заметить, что все новые «победившие» языки развивали, а не опровергали эту парадигму.
Первым [Попытки «автоматизировать программирование» были и до Фортрана — «язык» A-0 для компьютера UNIVAC (1952), экспериментальный «транслятор формул», созданный в MIT (1954); но эти реализации показывали чудовищную неэффективность сгенерированного машинного кода, что породило стереотип «никакая автоматизация не сможет заменить человека-программиста, пишущего на ассемблере». Фортран этот стереотип разрушил] реально используемым высокоуровневым языком программирования стал Fortran [Имена ранних языков программирования, как правило, писались большими буквами (FORTRAN, COBOL, ALGOL, LISP…). Причина тут не в склонности к аббревиатурам (довольно вымученным, вроде FORmula TRANslator), а убогость тогдашних средств ввода/вывода, зачастую оснащенных только шрифтами с заглавными буквами. «Как правильно» писать название языка — иногда непонятно и самим авторам, пишут и так и эдак. Мы предпочли вариант, более симпатичный с типографской точки зрения (кроме случаев, когда название языка — явная аббревиатура: PL/I, PHP)] (первое описание — 1954, первая реализация — 1957). В немалой степени перво-Fortran — это «подсахаренный» ассемблер; но это был огромный шаг вперед, хотя бы в том смысле, что вычисление A+BхC можно было записать так, как понятно математику, а не как набор операций по загрузке значений в регистры и вычисления ответов в других регистрах.
Проблемы со структурой программ на Фортране (вкратце: структуры не было) привели к разработке языка Algol (1958). Судьба его весьма показательна: совместная разработка американских и европейских ученых, к которой приложили руку многие «легенды» IT; в процессе работы над Алголом были разработаны концепции структурного программирования (логические структуры для ветвления кода; разбиение программы на процедуры, положившее начало созданию библиотек кода для повторного использования, и т. п.); следующие тридцать лет Алгол будет де-факто стандартом для описания алгоритмов. При этом уклон авторов Алгола в «теорию» (эффективного компилятора нет; стандартных операторов ввода-вывода нет) привел к тому, что использование этого языка в промышленном программировании было мизерным.
