20 Maggio 2022
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Quali sono i principali tipi di linguaggio di programmazione?

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linguaggio di programmazione per computerUno qualsiasi dei vari linguaggi per esprimere un insieme di istruzioni dettagliate per un computer digitale. Tali istruzioni possono essere eseguite direttamente quando sono nella forma numerica specifica del produttore del computer conosciuta come linguaggio macchina, dopo un semplice processo di sostituzione quando espressa in un linguaggio assembly corrispondente, o dopo la traduzione da qualche linguaggio “di livello superiore”. Anche se ci sono molti linguaggi per computer, relativamente pochi sono ampiamente utilizzati.

I linguaggi macchina e di assemblaggio sono di “basso livello”, richiedendo al programmatore di gestire esplicitamente tutte le caratteristiche idiosincratiche di un computer per la memorizzazione e il funzionamento dei dati. Al contrario, i linguaggi di alto livello proteggono un programmatore dal preoccuparsi di tali considerazioni e forniscono una notazione che è più facilmente scritta e letta dai programmatori.

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Tipi di linguaggio

Linguaggi macchina e assembly

Un linguaggio macchina consiste nei codici numerici per le operazioni che un particolare computer può eseguire direttamente. I codici sono stringhe di 0 e 1, o cifre binarie (“bit”), che sono spesso convertite sia da che in esadecimale (base 16) per la visualizzazione e la modifica da parte dell’uomo. Le istruzioni del linguaggio macchina usano tipicamente alcuni bit per rappresentare le operazioni, come l’addizione, e alcuni per rappresentare gli operandi, o forse la posizione dell’istruzione successiva. Il linguaggio macchina è difficile da leggere e scrivere, poiché non assomiglia alla notazione matematica convenzionale o al linguaggio umano, e i suoi codici variano da computer a computer.

Il linguaggio di assemblaggio è un livello superiore al linguaggio macchina. Utilizza brevi codici mnemonici per le istruzioni e permette al programmatore di introdurre nomi per i blocchi di memoria che contengono dati. Si potrebbe quindi scrivere “add pay, total” invece di “0110101100101000” per un’istruzione che aggiunge due numeri.

Il linguaggio assembly è progettato per essere facilmente tradotto in linguaggio macchina. Anche se i blocchi di dati possono essere indicati per nome invece che per i loro indirizzi macchina, il linguaggio assembly non fornisce mezzi più sofisticati per organizzare informazioni complesse. Come il linguaggio macchina, il linguaggio assembly richiede una conoscenza dettagliata dell’architettura interna del computer. È utile quando tali dettagli sono importanti, come nella programmazione di un computer per interagire con dispositivi periferici (stampanti, scanner, dispositivi di memorizzazione, e così via).

Linguaggi algoritmici

I linguaggi algoritmici sono progettati per esprimere calcoli matematici o simbolici. Possono esprimere operazioni algebriche in notazione simile alla matematica e permettono l’uso di sottoprogrammi che confezionano operazioni comunemente usate per il riutilizzo. Sono stati i primi linguaggi di alto livello.

FORTRAN

Il primo importante linguaggio algoritmico fu il FORTRAN (permula translation), progettato nel 1957 da un team IBM guidato da John Backus. Era inteso per calcoli scientifici con numeri reali e collezioni di essi organizzati come array mono o multidimensionali. Le sue strutture di controllo includevano dichiarazioni IF condizionali, loop ripetitivi (i cosiddetti DO loop) e una dichiarazione GOTO che permetteva l’esecuzione non sequenziale del codice del programma. FORTRAN rendeva conveniente avere sottoprogrammi per operazioni matematiche comuni, e costruiva librerie di essi.

Il FORTRAN era anche progettato per tradurre in un efficiente linguaggio macchina. Ebbe subito successo e continua ad evolversi.

ALGOL

ALGOL (algoritmico language) fu progettato da un comitato di scienziati informatici americani ed europei durante il 1958-60 per pubblicare algoritmi, così come per fare calcoli. Come LISP (descritto nella prossima sezione), ALGOL aveva sottoprogrammi ricorsivi – procedure che potevano invocare se stesse per risolvere un problema riducendolo ad un problema più piccolo dello stesso tipo. ALGOL introdusse la struttura a blocchi, in cui un programma è composto da blocchi che possono contenere sia dati che istruzioni e avere la stessa struttura di un intero programma. La struttura a blocchi divenne un potente strumento per costruire grandi programmi a partire da piccoli componenti.

ALGOL contribuì con una notazione per descrivere la struttura di un linguaggio di programmazione, la Backus-Naur Form, che in qualche variazione divenne lo strumento standard per dichiarare la sintassi (grammatica) dei linguaggi di programmazione. ALGOL era ampiamente usato in Europa, e per molti anni rimase il linguaggio in cui venivano pubblicati gli algoritmi del computer. Molti linguaggi importanti, come Pascal e Ada (entrambi descritti più avanti), sono i suoi discendenti.

Il linguaggio di programmazione C è stato sviluppato nel 1972 da Dennis Ritchie e Brian Kernighan alla AT&T Corporation per programmare sistemi operativi per computer. La sua capacità di strutturare dati e programmi attraverso la composizione di unità più piccole è paragonabile a quella di ALGOL. Utilizza una notazione compatta e fornisce al programmatore la capacità di operare con gli indirizzi dei dati così come con i loro valori. Questa capacità è importante nella programmazione di sistemi, e il C condivide con il linguaggio assembly il potere di sfruttare tutte le caratteristiche dell’architettura interna di un computer. Il C, insieme al suo discendente C++, rimane uno dei linguaggi più comuni.

Linguaggi orientati al business

COBOL

COBOL (common business orientrato language) è stato molto utilizzato dalle imprese fin dal suo inizio nel 1959. Un comitato di produttori e utenti di computer e organizzazioni governative statunitensi ha istituito CODASYL (Committee on Data Syda ta e Languages) per sviluppare e supervisionare lo standard del linguaggio al fine di garantire la sua portabilità attraverso diversi sistemi.

COBOL usa una notazione di tipo inglese-novel quando è stato introdotto. I calcoli aziendali organizzano e manipolano grandi quantità di dati, e COBOL ha introdotto la struttura dati record per tali compiti. Un record raggruppa dati eterogenei – come un nome, un numero identificativo, un’età e un indirizzo – in una singola unità. Questo contrasta con i linguaggi scientifici, in cui gli array omogenei di numeri sono comuni. I record sono un importante esempio di “chunking” dei dati in un singolo oggetto, e appaiono in quasi tutte le lingue moderne.

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