زبان برنامه نویسی

همانطور که می دانیم برای برقراری ارتباط با یک شخص به یک زبان خاص نیاز داریم، به طور مشابه برای برقراری ارتباط با کامپیوتر، برنامه نویسان نیز به یک زبان نیاز دارند که به آن زبان برنامه نویسی می گویند.

قبل از یادگیری زبان برنامه نویسی، بیایید بدانیم زبان چیست؟

زبان چیست؟
زبان یک روش ارتباطی است که برای به اشتراک گذاشتن ایده ها، نظرات با یکدیگر استفاده می شود. به عنوان مثال، اگر بخواهیم به کسی آموزش دهیم، به زبانی نیاز داریم که برای هر دو طرف ارتباط قابل درک باشد.

زبان برنامه نویسی چیست؟
زبان برنامه نویسی یک زبان کامپیوتری است که توسط برنامه نویسان (توسعه دهندگان) برای برقراری ارتباط با کامپیوتر استفاده می شود. مجموعه ای از دستورالعمل هایی است که به هر زبان خاص (C، C++، جاوا، پایتون) برای انجام یک کار خاص نوشته شده اند.

یک زبان برنامه نویسی عمدتا برای توسعه برنامه های دسکتاپ، وب سایت ها و برنامه های کاربردی تلفن همراه استفاده می شود.

انواع زبان برنامه نویسی
1. زبان برنامه نویسی سطح پایین
زبان سطح پایین زبان برنامه نویسی وابسته به ماشین (0s و 1s) است. پردازنده برنامه های سطح پایین را مستقیماً بدون نیاز به کامپایلر یا مفسر اجرا می کند، بنابراین برنامه های نوشته شده به زبان سطح پایین را می توان بسیار سریع اجرا کرد.

زبان سطح پایین بیشتر به دو بخش تقسیم می شود -

1 -زبان ماشین

زبان ماشین نوعی زبان برنامه نویسی سطح پایین است. به آن کد ماشین یا کد شی نیز می گویند. زبان ماشین راحت تر خوانده می شود زیرا معمولاً به شکل دودویی یا هگزا دسیمال (پایه 16) نمایش داده می شود. برای تبدیل برنامه ها نیازی به مترجم نیست زیرا رایانه ها مستقیماً برنامه های زبان ماشین را درک می کنند.

مزیت زبان ماشین این است که به برنامه نویس کمک می کند تا برنامه ها را سریعتر از زبان برنامه نویسی سطح بالا اجرا کند.

2 -  زبان اسمبلی

زبان اسمبلی (ASM) نیز نوعی زبان برنامه نویسی سطح پایین است که برای پردازنده های خاصی طراحی شده است. مجموعه ای از دستورالعمل ها را به شکل نمادین و قابل درک برای انسان نشان می دهد. از یک اسمبلر برای تبدیل زبان اسمبلی به زبان ماشین استفاده می کند.
مزیت زبان اسمبلی این است که برای اجرای برنامه به حافظه کمتر و زمان اجرای کمتری نیاز دارد.

2. زبان برنامه نویسی سطح بالا
زبان برنامه نویسی سطح بالا (HLL) برای توسعه برنامه ها و وب سایت های نرم افزاری کاربر پسند طراحی شده است. این زبان برنامه نویسی برای ترجمه برنامه به زبان ماشین (اجرای برنامه) به یک کامپایلر یا مفسر نیاز دارد.

مزیت اصلی یک زبان سطح بالا این است که خواندن، نوشتن و نگهداری آن آسان است.

زبان برنامه نویسی سطح بالا شامل زبان برنامه نویسی پایتون، جاوا، جاوا اسکریپت، PHP، C#، C++، Objective C، Cobol، Perl، Pascal، LISP، FORTRAN و زبان برنامه نویسی Swift می باشد.

یک زبان سطح بالا بیشتر به سه بخش تقسیم می شود
1. زبان برنامه نویسی رویه گرا

زبان برنامه نویسی رویه گرا (POP) از برنامه نویسی ساخت یافته و بر اساس مفهوم فراخوانی رویه مشتق شده است. یک برنامه را به رویه های کوچکی به نام روتین یا توابع تقسیم می کند.

زبان برنامه نویسی Procedural Oriented توسط یک برنامه نویس نرم افزار برای ایجاد برنامه ای استفاده می شود که می تواند با استفاده از ویرایشگر برنامه نویسی مانند IDE، Adobe Dreamweaver یا Microsoft Visual Studio انجام شود.

مزیت زبان POP این است که به برنامه نویسان کمک می کند تا به راحتی جریان برنامه را ردیابی کنند و کد می تواند مجدداً در قسمت های مختلف برنامه استفاده شود.

مثال: C، FORTRAN، Basic، Pascal و غیره.

2 . زبان برنامه نویسی شی گرا

زبان برنامه نویسی شی گرا (OOP) بر اساس اشیاء است. در این زبان برنامه نویسی برنامه ها به قسمت های کوچکی به نام آبجکت ها تقسیم می شوند. برای پیاده سازی موجودیت های دنیای واقعی مانند وراثت، چندشکلی، انتزاع و غیره در برنامه استفاده می شود تا برنامه قابل استفاده مجدد، کارآمد و آسان برای استفاده باشد.

مزیت اصلی برنامه نویسی شی گرا این است که OOP سریعتر و آسانتر برای اجرا، نگهداری، اصلاح و همچنین اشکال زدایی است.

مثال: C++، Java، Python، C# و غیره.

3. زبان طبیعی

زبان طبیعی بخشی از زبان های بشری مانند انگلیسی، روسی، آلمانی و ژاپنی است. توسط ماشین ها برای درک، دستکاری و تفسیر زبان انسان استفاده می شود. توسعه دهندگان از آن برای انجام کارهایی مانند ترجمه، خلاصه سازی خودکار، شناسایی موجودیت نامگذاری شده (NER)، استخراج رابطه و تقسیم بندی موضوع استفاده می کنند.

مزیت اصلی زبان طبیعی این است که به کاربران کمک می کند در هر موضوعی سؤال بپرسند و مستقیماً در عرض چند ثانیه پاسخ دهند.
3. زبان برنامه نویسی سطح متوسط
زبان برنامه نویسی سطح متوسط ​​بین زبان برنامه نویسی سطح پایین و زبان برنامه نویسی سطح بالا قرار دارد. همچنین به عنوان زبان برنامه نویسی متوسط ​​و شبه زبان نیز شناخته می شود.

مزایای یک زبان برنامه نویسی سطح متوسط ​​این است که از ویژگی های برنامه نویسی سطح بالا پشتیبانی می کند، یک زبان کاربر پسند است و ارتباط نزدیکی با زبان ماشین و زبان انسانی دارد.

مثال: C، C++، زبان

پرکاربردترین زبان برنامه نویسی
همانطور که همه ما می دانیم، زبان برنامه نویسی زندگی ما را ساده تر می کند. در حال حاضر، همه بخش ها (مانند آموزش، بیمارستان ها، بانک ها، خودروها و موارد دیگر) کاملاً به زبان برنامه نویسی وابسته هستند.

ده ها زبان برنامه نویسی وجود دارد که توسط صنایع استفاده می شود. برخی از پرکاربردترین زبان های برنامه نویسی در زیر آورده شده است:

1. پایتون
پایتون یکی از پرکاربردترین زبان های برنامه نویسی کاربر پسند است. این یک زبان برنامه نویسی متن باز و یادگیری آسان است که در دهه 1990 توسعه یافت. بیشتر در یادگیری ماشینی، هوش مصنوعی، داده های بزرگ، برنامه های دسکتاپ مبتنی بر رابط کاربری گرافیکی و روباتیک استفاده می شود.

مزایای
خواندن پایتون آسان، درک و نوشتن آسان است.
با سایر زبان های برنامه نویسی مانند C، C++ و جاوا ادغام می شود.
پایتون کد را خط به خط اجرا می کند، بنابراین برای برنامه نویس آسان است که خطای رخ داده در کد را پیدا کند.
پایتون مستقل از پلتفرم است به این معنی که می توانید یک بار کد بنویسید و آن را در هر جایی اجرا کنید.

معایب
پایتون برای توسعه برنامه ها و بازی های موبایل مناسب نیست.
پایتون با مفسر کار می کند. به همین دلیل نسبت به سایر زبان های برنامه نویسی مانند C و C++ کندتر است.

2. جاوا
جاوا یک زبان برنامه نویسی سطح بالا ساده، ایمن، مستقل از پلتفرم، قابل اعتماد و بی طرف از معماری است که توسط Sun Microsystems در سال 1995 توسعه یافت. اکنون، جاوا متعلق به Oracle است. این عمدتا برای توسعه بانک، خرده فروشی، فناوری اطلاعات، اندروید، داده های بزرگ، جامعه تحقیقاتی، وب و برنامه های کاربردی دسکتاپ استفاده می شود.

مزایا
جاوا در مقایسه با سایر زبان های برنامه نویسی برای نوشتن، کامپایل، یادگیری و اشکال زدایی آسان است.
این امکان را برای اجرای یک برنامه در پلتفرم های مختلف فراهم می کند.
این یک زبان برنامه نویسی بسیار امن است زیرا در جاوا مفهومی از اشاره گرهای صریح وجود ندارد.
قادر به انجام چندین کار به طور همزمان است.

 
معایب
جاوا نسبت به سایر زبان های برنامه نویسی مانند C یا C++ حافظه بیشتری و کندتر مصرف می کند.
این یک تسهیلات پشتیبان ارائه نمی دهد.

3. C
C یک زبان برنامه نویسی کامپیوتری همه منظوره محبوب، ساده و انعطاف پذیر است. دنیس ام ریچی آن را در سال 1972 در AT&T توسعه داد. این ترکیبی از هر دو زبان برنامه نویسی سطح پایین و همچنین یک زبان برنامه نویسی سطح بالا است. برای طراحی برنامه هایی مانند ویرایشگرهای متن، کامپایلرها، دستگاه های شبکه و بسیاری موارد دیگر استفاده می شود.

مزایا
زبان C آسان برای یادگیری است.
این زبان برنامه نویسی سریع، کارآمد، قابل حمل، توسعه آسان، قدرتمند و انعطاف پذیر است.
برای انجام محاسبات و عملیات پیچیده مانند MATLAB استفاده می شود.
این تخصیص حافظه پویا را برای تخصیص حافظه در زمان اجرا فراهم می کند.

معایب
در زبان برنامه نویسی C یافتن خطاها بسیار دشوار است.
C از مفاهیم سازنده، مخرب، انتزاع، چند شکلی، کپسوله سازی و فضای نام مانند OOP پشتیبانی نمی کند.

4. C++
C++ یکی از هزاران زبان برنامه نویسی است که ما برای توسعه نرم افزار از آن استفاده می کنیم. زبان برنامه نویسی C++ توسط Bjarne Stroustrup در سال 1980 توسعه یافته است. این زبان شبیه به زبان برنامه نویسی C است اما دارای برخی ویژگی های اضافی مانند مدیریت استثنا، برنامه نویسی شی گرا، بررسی نوع و غیره است.

مزایا
C++ یک زبان برنامه نویسی ساخت یافته ساده و قابل حمل است.
از ویژگی های OOPs مانند Abstraction، Inheritance، Encapsulation پشتیبانی می کند.
این انتزاع سطح بالایی را ارائه می دهد و برای یک زبان برنامه نویسی سطح پایین مفید است و برای همه منظوره کارآمدتر است.
C++ با زبان C سازگارتر است.

 
معایب
زبان برنامه نویسی C++ در مقایسه با سایر زبان های برنامه نویسی مانند جاوا یا پایتون ایمن نیست.
C++ نمی تواند جمع آوری زباله را پشتیبانی کند.
اشکال زدایی برنامه های وب بزرگ و همچنین پیچیده دشوار است.

5. C#

سی شارپ   یک زبان برنامه نویسی مدرن، همه منظوره و شی گرا است که با سرویس های وب مبتنی بر XML بر روی پلت فرم دات نت استفاده می شود. این عمدتا برای بهبود بهره وری در برنامه های کاربردی وب طراحی شده است. یادگیری آن برای آن دسته از کاربرانی که دانش کافی از زبان های برنامه نویسی رایج مانند C، C++ یا جاوا دارند، آسان تر است.

مزایا
سی شارپ یک زبان برنامه نویسی مدرن، ایمن، آسان، سریع و متن باز است که به راحتی با ویندوز ادغام می شود.
نگهداری از C# (C sharp) کمتر از زبان برنامه نویسی C++ است.
سی شارپ یک زبان برنامه نویسی شی گرا خالص است.
سی شارپ شامل یک حافظه پشتیبان قوی است. به همین دلیل از مشکل نشت حافظه جلوگیری می کند.

معایب
سی شارپ از انعطاف کمتری برخوردار است زیرا کاملاً مبتنی بر چارچوب مایکروسافت دات نت است.
در سی شارپ نوشتن، درک، اشکال زدایی و نگهداری برنامه های چند رشته ای مشکل است.

6. جاوا اسکریپت
جاوا اسکریپت نوعی زبان برنامه نویسی است که هم در سمت کلاینت و هم در سمت سرور استفاده می شود. در دهه 1990 برای مرورگر وب Netscape Navigator توسعه یافت. این به برنامه نویسان اجازه می دهد تا ویژگی های پیچیده ای را برای زنده کردن صفحات وب پیاده سازی کنند. این به برنامه نویسان کمک می کند تا وب سایت های پویا، سرورها، برنامه های کاربردی موبایل، گرافیک های متحرک، بازی ها و موارد دیگر را ایجاد کنند.


​مزایا
جاوا اسکریپت به ما کمک می کند تا رفتار و تعامل را در صفحه وب اضافه کنیم.
می توان از آن برای کاهش زمان بارگذاری از سرور استفاده کرد.
توانایی ایجاد وب سایت های جذاب، پویا و رابط های غنی را دارد.
جاوا اسکریپت یک زبان برنامه نویسی ساده، همه کاره و سبک است.
جاوا اسکریپت و نحو آن به راحتی قابل درک است.

معایب
جاوا اسکریپت کاملا بر اساس مرورگر است.
وراثت چندگانه را پشتیبانی نمی کند.
در مقایسه با سایر زبان های برنامه نویسی امنیت کمتری دارد.

7. R

در حال حاضر، برنامه نویسی R یکی از زبان های برنامه نویسی محبوب است که در تجزیه و تحلیل داده ها، تحقیقات علمی، الگوریتم های یادگیری ماشین و محاسبات آماری استفاده می شود. این در سال 1993 توسط راس ایهاکا و رابرت جنتلمن توسعه یافت. این به بازاریابان و دانشمندان داده کمک می کند تا به راحتی داده ها را تجزیه و تحلیل، ارائه و تجسم کنند.

مزایا
برنامه نویسی R پشتیبانی گسترده ای را از Data Wrangling فراهم می کند.
این یک رابط کاربری آسان برای استفاده فراهم می کند.
بر روی هر پلتفرمی مانند ویندوز، لینوکس و مک اجرا می شود.
این یک زبان برنامه نویسی منبع باز و مستقل از پلتفرم است.

معایب
برنامه نویسی R از گرافیک سه بعدی پشتیبانی نمی کند.
کندتر از سایر زبان های برنامه نویسی است.

8. PHP
PHP مخفف Hypertext Preprocessor است. این یک زبان برنامه نویسی منبع باز و قدرتمند سمت سرور است که عمدتاً برای ایجاد وب سایت های ایستا و همچنین پویا استفاده می شود. در سال 1994 توسط Rasmus Laird توسعه داده شد. در داخل php نیز می توانیم کدهای HTML، CSS و جاوا اسکریپت بنویسیم. برای ذخیره فایل php از پسوند فایل .php استفاده می شود.

مزایا
PHP یک زبان برنامه نویسی امن تر و آسان تر برای استفاده است.
از کتابخانه های آنلاین قدرتمند پشتیبانی می کند.
این می تواند بر روی انواع سیستم عامل ها مانند ویندوز، لینوکس و مک اجرا شود.
این سازگاری عالی با خدمات ابری را فراهم می کند.

معایب
PHP قادر به مدیریت تعداد زیادی برنامه نیست و برای برنامه های بزرگ مناسب نیست.
نگهداری آن بسیار دشوار است.

9. Go

Go یا Golang یک زبان برنامه نویسی متن باز است. برای ساخت نرم افزار ساده، قابل اعتماد و کارآمد استفاده می شود. توسط رابرت گریزمر، راب پایک و کن تامپسون در سال 2007 ساخته شده است.

مزایای
زبان Go آسان برای یادگیری و استفاده است.
با ابزارهای تست داخلی همراه است.
Go یک زبان برنامه نویسی سریع است.

معایب
زبان Go از کلیات پشتیبانی نمی کند.
از مدیریت خطا پشتیبانی نمی کند.
از کمبود چارچوب پشتیبانی می کند.

10. Ruby
Ruby یک زبان برنامه نویسی منبع باز، همه منظوره و خالص شی گرا است که در سال 1993 منتشر شد. این زبان در توسعه وب فرانت اند و بک اند استفاده می شود. این عمدتا برای نوشتن اسکریپت های CGI (رابط دروازه مشترک) طراحی شده است.

مزایای
روبی از ابزارهای مختلف GUI (رابط کاربری گرافیکی) مانند GTK و OpenGL پشتیبانی می کند.
برای توسعه برنامه های کاربردی اینترنت و همچنین اینترانت استفاده می شود.
کد نوشته شده به زبان روبی کوچک است و تعداد خطوط کمتری دارد.

معایب
Ruby کندتر از سایر زبان های برنامه نویسی است.
اشکال زدایی کد نوشته شده با روبی برای برنامه نویسان بسیار دشوار است.