История о том, как стремление человека управлять сложностью меняло сами основы программирования.

Перед тем как перейти непосредственно к языкам программирования, мне очень хочется осветить одно событие.

Итак, перенесёмся в далёкий 1843 год. Именно в этот год произошло ключевое событие — рождение первого алгоритма. Августа Ада Кинг (графиня Лавлейс), имеющая блестящее математическое образование для женщины той эпохи работала над переводом на английский язык статьи итальянского инженера Луиджи Менабреа, посвященной Аналитической машине Бэббиджа. Но она не просто перевела текст, она дополнила его обширными собственными комментариями и заметками, которые по объему превзошли оригинальную статью. Эти заметки и содержали исторический прорыв. В своих заметках она описала алгоритм для вычисления чисел Бернулли. Ада составила подробную пошаговую последовательность операций для Аналитической машины, которая позволяла вычислить числа Бернулли. Это была не просто математическая формула, а именно инструкция для машины. Её алгоритм считается первой в истории программой, специально предназначенной для выполнения на вычислительной машине. Она расписала, какие операции, в каком порядке и с какими данными должна выполнять Мельница (CPU), как управлять циклом и как хранить промежуточные результаты в памяти. Кроме того, Ада детально описала, как должна быть организована последовательность перфокарт для ввода программы и данных в машину. Она ввела понятия операционных карт (команды) и переменных карт (данные).

В то время как Бэббидж видел в своей машине в первую очередь «вычислителя», Ада заглянула гораздо дальше. Она поняла, что машина может выполнять задачи, не зависящие от её физического устройства. Одна и та же аппаратура может решать разные проблемы, если дать ей разные инструкции (программы).

Дальше не буду рассказывать о её идеях и предположениях, так как статья не об этом. Но если хотите, можете сами почитать о ней. Поверьте, там очень много интересного.

Теперь переносимся в 1940-е — 1950-е года. Эту эру можно назвать Эра Машин-центризма. Программирование тогда было не столько наукой, сколько ремеслом, требующим глубокого понимания электроники и архитектуры конкретной машины.

1940-е годы — программирование в машинных кодах.

Это низший уровень языка программирования, представляющий собой последовательность чисел, которые напрямую интерпретируются процессором. Каждое число — это команда (опкод) или данные для команды.

Программы вводились путем пробивания отверстий в бумажных картах или лентах. Каждая комбинация отверстий представляла собой одну команду или число.

На самых ранних машинах, таких как ENIAC, программирование заключалось в ручной перестановке кабелей и установке тысяч переключателей. Результат работы отображался на панелях с лампочками, которые мигали в двоичных последовательностях.

1950-е годы — рождение хорошо всем знакомого Ассемблера. Осознав неэффективность прямого программирования в числах, программисты пришли к гениальной идее: поручить рутинную работу машине.

Ассемблер — это не один язык, а семейство языков низкого уровня, каждый из которых тесно привязан к конкретной архитектуре процессора (x86, ARM, MIPS и т. д.). Это его главная особенность и главное ограничение.

Программа на ассемблере — это, по сути, мнемоническое представление машинного кода. Компьютер понимает только последовательности битов (нулей и единиц). Например, команда «прибавить значение в регистре AX к значению в регистре BX» на процессоре x86 могла бы выглядеть так: 00000011 11000011.

Человеку оперировать такими конструкциями невероятно сложно. Поэтому ассемблер заменяет их на мнемоники — понятные человеку сокращения:

• ADD AX, BX — сложить AX и BX, результат в AX.

• MOV CX, 5 — переместить (скопировать) число 5 в регистр CX.

• JMP loop_start — перейти (прыгнуть) к метке loop_start.

До него программирование велось либо напрямую в машинных кодах (ввод двоичных чисел с помощью тумблеров или перфокарт), либо с помощью чуть более удобных восьмеричных или шестнадцатеричных систем. Ассемблер ввел первую настоящую абстракцию — представление команд в виде текста. Это сократило количество ошибок в сотни раз и ускорило разработку. Он сделал программирование мыслимым для задач сложнее простейших калькуляций.

Теперь перенесёмся в 1950-е — 1960-е года. Эра высокоуровневых абстракций.

Перенос внимания на алгоритмы, а не на железо. До этой эры программист был «жрецом», знающим секреты конкретной машины. Целью языков этого периода стало повышение уровня абстракции: позволить человеку описывать алгоритмы на языке, близком к математике или английскому, а задачу трансляции этого языка в машинные команды переложить на компьютер.

1957 год — рождение Fortran. Программисту больше не нужно было думать о регистрах или адресах памяти. Можно было оперировать понятными сущностями.

! Пример на Fortran II (1958 год)
PROGRAM CALC
  X = 5.0
  Y = 3.0
  Z = (X + Y) * 2.0
  PRINT *, Z
END PROGRAM CALC

Если сравнить это с десятками команд ассемблера для тех же вычислений, то прогресс виден сразу.

Fortran был одним из первых языков, использующих полноценный компилятор. Его задача была не просто подставить мнемоники, а провести сложный анализ кода и сгенерировать машинный код, сопоставимый по эффективности с рукописным ассемблером.

1959 год — COBOL.

Главным преимуществом был синтаксис, похожий на английский. Это была сознательная дизайнерская цель сделать язык понятным для менеджеров и бухгалтеров.

IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. HelloWorld.
PROCEDURE DIVISION.
       DISPLAY 'Enter two numbers to add:'.
       ACCEPT NUM1.
       ACCEPT NUM2.
       COMPUTE RESULT = NUM1 + NUM2.
       DISPLAY 'Result: ', RESULT.
       STOP RUN.

Код читается почти как параграф на английском. В отличие от Fortran, который был ориентирован на вычисления, COBOL был сфокусирован на описании и обработке сложных бизнес-данных (файлов, записей, отчетов). Он имел мощные средства для работы с десятичными числами, что критично для финансовых расчетов.

1964 год — BASIC.

BASIC был интерпретируемым языком. Это означало, что программисты могли сразу вводить команды и получать результат, без долгого цикла «компиляция-линковка-запуск».

10 PRINT "What is your name?"
20 INPUT N$
30 PRINT "Hello, "; N$; "!"
40 END

BASIC стал «воротами» в мир программирования для миллионов людей. С появлением персональных компьютеров (Apple II, ZX Spectrum) BASIC был прошит в их ПЗУ, став первым языком для целого поколения программистов-любителей и профессионалов.

Переходим к 1970-м годам. Эра структурного программирования.

В 1960-х годах разработка ПО переживала кризис. Проекты были дорогими, срывались сроки, а готовые программы были полны ошибок. Главной причиной был «спагетти-код» — программы, написанные с бесконечными переплетениями оператора GOTO, где поток выполнения было невозможно отследить.

Ответом стала концепция структурного программирования, сформулированная Эдсгером Дейкстрой и другими.

Начали появляться новые языки программирования такие как Pascal и С.

1970 год — Pascal.

Ключевой инновацией стала строгая статическая типизация. Компилятор жестко проверял соответствие типов данных. Нельзя было просто так присвоить строку целочисленной переменной. Это предотвращало целый класс ошибок на этапе компиляции. Наконец образовалась чёткая структура кода, что значительно упростило его чтение.

Кроме того Pascal стал доминирующим языком для обучения в вузах на долгие годы.

1972 год — C.

C предоставил программисту невероятную мощь и контроль, но требует большой дисциплины. Он следует философии: «Программист всегда прав», даже когда он ошибается.
Ключевой концепцией C стали указатели. Указатели — это переменные, хранящие адреса памяти. Они позволяют напрямую манипулировать памятью, создавать сложные структуры данных (деревья, списки) и эффективно работать с массивами.

Эра структурного программирования не искоренила GOTO полностью, но она дисциплинировала умы программистов. Она показала, что код — это не просто инструкция для машины, но и текст, который должны читать и понимать другие люди.

Теперь начинается самое интересное. 1980-е — 1990-е года. Эра ООП

В эту эру на свет появились самые популярные языки такие как: C++, Perl, Python, Java, PHP, Ruby и так далее.

Главный сдвиг: переход от алгоритмов к данным. Если структурное программирование спрашивало «Как делать?», то ООП спросило «С чем работать?».

Ключевая концепция — «Объект»:

Программа теперь не просто последовательность шагов, а совокупность объектов, которые:

• Имеют состояние (данные, поля).

• Имеют поведение (методы, функции).

• Взаимодействуют друг с другом путем обмена сообщениями.

Три кита ООП, которые изменили всё:

1. Инкапсуляция: объединение данных и методов в одной структуре (классе) + сокрытие внутренней реализации. Объект — это «чёрный ящик».

2. Наследование: возможность создавать новые классы на основе существующих, заимствуя их свойства и поведение. Это позволило избежать дублирования кода и выстроить иерархии.

3. Полиморфизм: объекты разных классов могут реагировать на одно и то же сообщение (вызов метода) по-своему. Это дало гибкость и позволило писать более универсальный код.

Приближаемся к настоящему времени, но сначала остановимся на 2000-х — 2010-х года. Эра Специализации и Платформ.

Эпоха «зрелости». Не стало одного доминирующего языка. Вместо этого появились языки, идеально заточенные под конкретные проблемы, экосистемы и парадигмы.

Ключевые драйверы:

1. Взрыв веб-разработки: нужны были языки для фронтенда и бэкенда, которые справляются с масштабом и сложностью.

2. Многопоточность и параллелизм: с распространением многоядерных процессоров старые языки не могли эффективно использовать их мощность.

3. Безопасность и надежность: стоимость ошибок в эпоху облаков и глобальных систем стала критически высокой.

4. Власть платформ: Microsoft, Apple, Google стали создавать языки для укрепления своих экосистем.

Эта эра показала, что не существует «серебряной пули». Вместо универсальных солдат появились высококлассные специалисты:

• Для веба: TypeScript (фронтенд), Go (бэкенд).

• Для экосистем: C# (.NET), Swift (Apple).

• Для высоких нагрузок и сложных систем: Go, Scala.

• Для безопасности и надежности: TypeScript, Swift, Rust.

Эра заложила основу для современной полиглотной (многоязычной) разработки, где в одном проекте могут использоваться несколько языков, каждый для своей специфической задачи.

Ну и наконец настоящее время.

Если раньше приходилось жертвовать производительностью ради безопасности или простотой, то теперь цель — получить всё сразу. Акцент на безопасность, производительность и удобство разработчика.

Ключевые тренды:

1. Безопасность памяти как приоритет №1. Устранение целого класса уязвимостей на уровне языка.

2. Интероперабельность. Новые языки не создают новые экосистемы с нуля, а интегрируются в существующие гиганты (JVM, JavaScript).

3. Нишевость. Языки становятся лучшими в своём узком классе задач, не претендуя на универсальность.

Современная эра довершила формирование полиглотного ландшафта. Сегодня успешный проект — это комбинация правильных инструментов:

• Веб-ядро: Rust (Wasm) + TypeScript.

• Мобильная разработка: Kotlin (Android) + Swift (iOS).

• Бэкенд и данные: Go, Rust, Python, R, Java/Kotlin/Scala.

• Функциональные ниши: Haskell, Elixir, Clojure.

Больше не нужно выбирать между скоростью, безопасностью и удовольствием от кода. Можно, и нужно, требовать всего.

Вот таким получился путь становления всех современных языков программирования и концепций. С каждой новой эрой прослеживается нацеленность на удобство, скорость, безопасность и многозадачность. Не смотря на уже достигнутые высоты, вся эта индустрия не стоит на месте, а продолжает развиваться огромными темпами. Я уверен, что уже через 5-10 лет можно будет писать вторую часть этой статьи и обозревать в ней как минимум 3-4 новые эпохи.

Новости, обзоры продуктов и конкурсы от команды Timeweb.Cloud — в нашем Telegram-канале ↩

? Читайте также:

• ➤ ИИ в образовании. Учить или учиться

• ➤ 7 SQL-запросов, которые решают 90% всех задач на работе

• ➤ VEF ТА-12. Оживляем раритетный телефон с АОН

• ➤ Назад в будущее 2 — образцовый сиквел легендарного фильма?

• ➤ Обернитесь, сзади стоит D&D. Настолка, покорившая мир