Виды мертвых языков программирования

Эта статья — о мертвых или почти мертвых языках, которые оставили важный след в истории программирования. Это не исчерпывающий список, но он помогает понять, как современные языки программирования связаны со своими прародителями.

Недавно я прочитал спорную статью «20 самых важных языков программирования в истории». Ее автор называл GO более значимым, чем ALGOL, Smalltalk или ML, но даже не упомянул Pascal, поскольку счел его «почти мертвым». Да, Pascal почти мертв, но такой подход явно противоречит понятию «наиболее значимый» с точки зрения истории.

На всякий случай предупреждаю — вероятно, в статье допущены миллиарды ошибок — но если вы делаете обзор 60-летней истории вычислительной техники, допустить ошибку не так уж сложно.

Методология

Если мы знаем, что некий язык А первым ввел функцию В, это еще не означает, что А повлиял на В. Например, Absys, возможно, был первым логическим языком программирования, но основной логического программирования считается Prolog, разработанный независимо от него.

Есть только один достоверный способ узнать о связи между языками или их функциями — цитирование.

Б цитирует А в своем справочном руководстве

Б цитирует статью, в которой цитируется А

Автор Б говорит, что «на нас повлиял А»

Иногда в руководстве по языку А упоминается статья о языке Б, в которой говорится, что Б заимствовал идеи из В. В этом случае мы понимаем, что В повлиял на А. Тут работает золотое правило научных исследований — чем больше источников, тем лучше. А чтобы понять, с чего начать, я использовал эвристику.

Один из эффективных методов эвристики — поиск по родственным языкам программирования. Крайне редко бывает так, что разные языки вне зависимости друг от друга создают одинаковый синтаксис. Например, не обязательно читать историю дизайнерских решений Юкихиро Мацумото, чтобы понять, что на Ruby повлиял Smalltalk — оба языка фильтруют список с помощью метода select. Это не исчерпывающее доказательство — существует вероятность, что Мацумото придумал этот синтаксический элемент самостоятельно. Но, возможно, и Ruby, и Smalltalk находились под влиянием общего предка. Это отправная точка, с нее можно начать поиск.

О методологии на этом все, пора переходить к сути.

Cobol

Разработчик: Codasyl, 1960.

Cobol возник благодаря тому, что научные и бизнес подразделения IBM использовали разные языки программирования. 70 лет назад высокоуровневые языки предназначались либо для инженерных вычислений, либо для управления данными. Если в научной среде стандартом был Fortran, среди бизнеса единства не было — компании использовали Comtran, Flow-Matic и другие.

В 1960 году Министерство обороны США организовало комитет по разработке единого универсального языка программирования для бизнес-задач — им стал Cobol.

Cobol был одним из четырех «материнских» языков, наряду с Algol, Fortran и LISP. Сегодня он почти забыт, но когда-то был самым популярным языком в мире и на нем по-прежнему работают многие устаревшие бизнес-системы.

Вклад: С точки зрения синтаксиса и семантики вклад Cobol в современные языки незначителен. Куда важнее его влияние на концепцию записи данных. В Fortran и Algol единственной структурой данных был статический массив. Cobol может читать структурированные файлы с иерархическими данными — он автоматически деструктурирует их в репрезентативные переменные. Это подход, который предшествовал современным способам записи данных.

Причина смерти: Здесь есть два фактора. Первый: Cobol не пересекается с другими PLT — и его синтаксис практически не пересекается с другими языками. Поэтому языки второго или третьего поколения, созданные на базе своих предков, почти не содержат в своем ДНК Cobol. Причина этого не столько во внутренних проблемах языка, сколько в пренебрежительном отношении к нему в академической среде. Codasyl создавала язык для решения конкретных бизнес-задач — поэтому научные круги почти не обращали на него внимание.

Второй фактор: Cobol был чрезвычайно сложным даже по меркам современных языков программирования. Это означает, что компиляторы Cobol требовали большей вычислительной мощности, чем могли предоставить ему микрокомпьютеры и миникомпьютеры.

Algol

Разработчик: Комитет Algol, 1960.

Примечание: Algol-58 выпущен двумя годами ранее, но от него быстро отказались. По этой причине я объединяю два этих языка. Разработчики Algol хотели создать хороший язык для исследования алгоритмов. Поэтому язык, по сути, был формализованным «псевдокодом».

Из четырех материнских языков Algol — самый «мертвый». LISP и Cobol до сих пор на слуху, поскольку на них работает множество устаревших систем, а Fortran иногда используется в научных целях. Но я встречал множество программистов, которые ни разу не слышали об Algol — при этом по степени влияния на современные языки с ним может сравнится разве что LISP.

Вклад: Вот несколько примеров: лексическая область видимости, структурное программирование, вложенные функции, языковые спецификации, семантика вызова по имени, грамматики БНФ, блочные комментарии. Следы Algol видны в каждом современном языке программирования.

Причина смерти: Algol разработан для изучения алгоритмов, а не для коммерческого применения. В спецификации не было определено никаких операций ввода-вывода, что делало невозможным его использование для решения практических задач. Конечно, вы могли бы написать расширение компилятора, но тогда стоило бы добавить и другие вещи. Именно это сделал группа из 70 разработчиков — в 1960 году они добавили в Algol возможности ввода-вывода и дополнительные структуры данных. Среди них, например, Jovial, Simula, CLU и CPL.

Именно эти расширения, а не оригинальный Algol, легли в основу более поздних языков программирования. Сейчас мы называем С «подобным Algol»-языком, но правильнее было бы говорить, что он похож на BCPL, который похож на CPL, а уже тот похож на Algol. Такими образом, язык похоронили собственные обновления.

Энтузиасты предпринимали попытки сделать Algol практичнее — в 1968 году группа разработчиков представила Algol-68, который радикально отличался от оригинала, но не имел того же влияния на IT. Стоит отметить, что принципы Algol получили продолжение в Pascal Никлауса Вирта.

APL

Разработчик: Кен Айверсон, 1962.

В оригинале APL — написанная от руки нотация для математических массивов, которую IBM взяла за основу для создания языка программирования. Язык использовался для обработки массивов — и позволял сравнительно короткими командами манипулировать большими блоками чисел.

Если вы раньше слышали об APL, то скорее всего знаете его как «этот странный язык символов». Один из самых известных фрагментов кода на нем — реализация игры «Жизнь»:

APL использует собственные символы, поэтому для него нужна специальная клавиатура. Выглядела она вот так:

Несмотря на это, язык стал популярным на мейнфреймах благодаря очень низким требованиям к памяти.

Вклад: Основная заслуга языка — инструменты для обработки массива. Раньше при добавлении двух списков разработчики использовали цикл или массив, APL позволил работать на весь массив сразу. Например, так:

В научных кругах появление языка стало большим событием. В прикладной математике большинство задач сводится к крупномасштабным операциям с большими матрицами. Когда появился инструмент для их быстрой обработки, математики смогли работать эффективнее.

APL лег в основу R, Numpy, Pandas, Matlab и других языков и библиотек для программирования. У него есть и прямые потомки — J, Dyalog, K, Q, — которые оказались менее успешными, хотя до сих пор используются в финансовом секторе.

Причина смерти: Очевидная проблема – клавиатура с символами, которые не используются больше нигде, кроме APL. Кеннет Айверсон исправил этот недостаток с помощью J, который использует диграфы вместо APL-символов: вместо ~: в нем можно писать ≠. Сделано это было только в 1990 году — слишком поздно для популяризации радикально другого стиля программирования.

Существует и более тонкая проблема — APL и J умеют работать только с однородными данными. Языки не позволяют хранить строки и числа в одной и той же структуре данных.

Дополнительная литература: Notation as a Tool of Thought.

Basic

Разработчик: Джон Кемени, 1964.

Basic — первый демократичный язык программирования. Он был создан как упрощенный аналог Fortran и предназначался для людей, которые не имели отношения к науке, но хотели научиться программировать.

Язык стал популярным в эпоху микрокомпьютеров — у первых устройств было слишком мало памяти для компиляции «настоящих» языков программирования. В то же время урезанному компилятору Basic требовалось всего 2 КБ. Basic стал лингва франка для начинающих программистов: если в 1970-х вы программировали дома, то, вероятно, писали именно на этом языке.

Вклад: Язык оказал сильное техническое влияние на интерпретацию вычислений — Basic был первым языком программирования с возможностью вычисления в реальном времени (Dartmouth Time Sharing System), опередив APL на год. Если APL был доступен только клиентам IBM, а Basic был доступен всем.

Кроме того, он имел большое социальное влияние: Basic сделал программирование доступным для неспециалистов — как для взрослых, так и для детей. Многие влиятельные программисты 80-х и 90-х годов учились программировать на Basic. Многие корпоративные программы были написаны на Basic — вероятно, его популярность ускорила упадок Cobol.

Также на Basic написаны инструменты, которые входят в пакет Office. Со временем Microsoft превратила Basic в Visual Basic — на нем же написаны OpenOffice и LibreOffice. Недавно он уступил место JavaScript и теперь его используют для создания макросов.

Причина смерти: Большинство людей, которые учились писать код на BASIC, считали его «второстепенным» языком. Его можно использовать, если вы учитесь в школе или вам нужно написать простую программу для малого бизнеса — но настоящие программисты использовали «настоящие» языки. Как только компьютеры с оперативной памятью более 16 КБ стали доступны на массовом рынке, Basic начал терять популярность, а Pascal и C – приобретать.

Какое-то время Basic продолжал существовать как популярный язык программирования для детей и подростков, но похоже, умер и в этой нише.

PL/I

Разработчики: IBM, 1966.

IBM работала с двумя языками программирования: для научных исследований в компании использовался Fortran, а для бизнес-приложений — Comtran. В ответ на конкуренцию со стороны Cobol, IBM попыталась создать собственный унифицированный язык, которым могли пользоваться и научные-, и бизнес-подразделения. В результате получилась некая смесь двух языков с большим количеством дополнительных функций.

Вклад: Авторы Algol-68 насмешливо назвали PL/I устаревшим языком. Но все возможности Algol-68 появились в PL/I раньше и работали лучше. В то время как Cobol первым научился читать структурированные данные, PL/I был первым языком, который реализовал их как тип.

В Cobol чтение имени пользователя даст вам две глобальные переменные — user и name. В PL/I вы получите одну переменную с полем user.name. PL/I был также первым высокоуровневым языком с указателями для прямого управления памятью, константами и перегрузкой функций.

Многие из идей, впервые использованные в этом языке, вошли в массовое программирование через С, который представлял собой смесь BCPL и PL/I. Например, С в точности копирует синтаксис комментариев PL/I.

Причина смерти: Все программисты, писавшие на Fortran, думали, что PL/I слишком похож на Cobol. Писавшие на Cobol считали, что он почти идентичен с Fortran. IBM пыталась заменить два устоявшихся языка гораздо более сложным. Другая проблема в том, что компания эксклюзивно выпускала компилятор для PL/I — и многим программистам не понравилось, что язык так сильно зависит от корпорации.

К тому времени, когда IBM смогла решить обе этих проблемы, мир уже перешел в эру микрокомпьютеров, где PL/I уступил BASIC.

Дополнительная литература: The Choice of PL/I

Simula 67

Разработчики: Оле Даль и Кристен Найгаард, 1967.

Simula 67 — расширенная версия Algol для математического моделирования. Первая версия языка (Simula I) имела специальный синтаксис моделирования — разработчикам показалось, что он получился слишком специализированным, а в симуляциях содержалось слишком много дублирований кода. Даль и Найгаард хотели создать более универсальный язык, возможности которого выходили бы за пределы моделирования.

Их идея заключалась в том, чтобы дать пользователям возможность определять новые типы объектов — классы — с разрешением полиморфного определения функций. После этого пользователи могли создать функции моделирования как частные случаи объектно-ориентированной системы.

Вклад: Хотя Simula 67 не был первым объектно-ориентированным языком программирования, он впервые использовал правильные объекты и заложил фундамент для языков-последователей этой методологии. Речь идет о разделении класса/объекта, создании подклассов, виртуальных методах и защищенных атрибутах.

Язык вдохновил подавляющее большинство академических исследований объектов в программировании, которые проводились после 1967 года. Создатели CLU и ML писали, что они вдохновлялись идеями Simula. Бьярн Страуструп защитил докторскую диссертацию по Simula и включил несколько идей из него в C ++.

Причина смерти: В своей докторской диссертации Страуструп утверждал, что Simula — слишком медленный язык для массового использования. «Желаю удачи в выполнении операции, если вы не на мейнфрейме», — комментировал он. Стоит отметить, что Smalltalk-80, который развивал те же идеи, и имел преимущество в 13 дополнительных лет закона Мура — и даже он считался слишком медленным. В Simula реализованы идеи, которые затем были интегрированы в быстрые и простые языки.

Дополнительная литература: Compiling SIMULA: a historical study of technological genesis

Pascal

Разработчик: Никлаус Вирт, 1970

Язык был создан на основе Algol-60, идеи которого, по мнению Вирта, не нашли отражения в Algol-68. Сначала Pascal стал популярен как «язык введения в Computer Science», но к 1980 году стал вторым по популярности в компьютерной сети Usenet. Вирт рассматривал все семейство языков — Pascal, Modula и Oberon — как единый языковой концепт.

Вклад: Pascal не привнес в программирование ни одной новой идеи — это был намеренно консервативный язык, целью которого было собрать лучшие идеи языков-предшественников в одном месте. Язык вывел синтаксис Algol настолько далеко за пределы академического круга, что символ :=, который изначально был характерен для Algol, стал считаться «стилем Pascal».

Хотя Pascal не был новаторским языком, Вирт впервые реализовал именно в нем принцип пошаговой детализации (stepwise refinement) в качестве средства для написания надежного программного обеспечения. Это привело к созданию Modulas, который популяризировал модули первого класса, а также Euclid — первого формального языка программирования для написания проверяемых программ.

Причина смерти: В отличие от других языков из этого списка, у Pascal не было серьезных структурных барьеров или сильных конкурентов. Он конкурировал с C, но долгое время оставался таким же популярным. Диалект Pascal, Delphi, до сих пор занимает довольно высокие позиции в индексах TIOBE и PYPA.

Дополнительная литература: Pascal and its Successors

CLU

Разработчик: Барбара Лисков, 1975

Лисков и ее группа хотели реализовать концепцию абстрактных типов данных — так появился CLU.

Вклад: CLU, вероятно, самый влиятельный язык, о котором почти никто не слышал. В CLU были итераторы, абстрактные типы данных, обобщенное программирование, проверяемые исключения и многое другое.

Сейчас терминология CLU почти не используется в других языках, поэтому не на 100% очевидно, что большинство из них происходят от него. Однако языковая спецификация каждого следующего десятилетия называлась core CLU — язык сделал многое для развития программирования.

Причина смерти: CLU создавался как демонстрационный язык: Лисков хотела, чтобы в сообществе оценили идеи, а не конкретный язык. Это и произошло: сегодня почти каждый язык чем-то обязан CLU.

После завершения работы над CLU Лисков с группой программистов создала его расширение — Argus, которое должно было продемонстрировать ее идеи по параллелизму. Он оказался менее влиятельным, но идеи Argus можно найти в некоторых современных языках.

Дополнительная литература: A History of CLU

ML

Разработчик: Робин Миллер, 1976.

Прежде чем создать ML, Милнер работал над LCF Prover — одним из первых помощников для доказательства теорем. LCF искал ошибки в доказательстве и проверял, правильно ли оно оформлено. Программист создал для него метаязык, основанный на надежных математических формализмах — строгих статических типах и функциях высшего порядка. Этот язык позже превратился в ML и был стандартизирован как SML.

Вклад: ML — один из самых старых «языков алгебраического программирования». Часто ему приписывают алгебраические типы данных, модули и типизированное функциональное программирование. Однако эти функций появилось не в ML — первая версия языка создавалась только для работы с LCF и не предназначалась для широкого использования. По мере развития ML программисты привносили в него идеи из других исследовательских языков.

В ML была реализована одна очень важная идея: вывод типов. Это первый язык со статической типизацией, в котором не нужно определять типы — компилятор делал это автоматически. Эта идея заложила основу для типизированного функционального программирования.

ML оказал большое влияние на современные средства доказательства теорем: «программные» языки для Isabelle, CVC3 и Coq основаны на ML. Кроме того, на языке было создано множество теорий типов, хотя позже Haskell приобрел большую популярность среди математиков.

Причина смерти: У ML было много интересных функций, но он был языком специального назначения для доказательства теорем. SML вышел в том же году, что и Haskell, который оказался более «чистым» примером языка типизированного функционального программирования.

Smalltalk

Разработчики: Алан Кей, 1972, 1976 и 1980 годы.

История Smalltalk выглядит как движение к цели: в Smalltalk-72 были заложены основы языка, в Smalltalk-76 реализовал концепцию объектно-ориентированного программирования, а Smalltalk-80 сделал ее популярной по всему миру.

В Smalltalk не было объектов в представлении того времени, но он был первым объектно-ориентированным языком. Разница в том, что в Simula были объекты в добавление к примитивам — числам и логическим значениям. В Smalltalk логические значения тоже были объектами.

Вклад: Многие думают, что Smalltalk — это настоящее объектно-ориентированное программирование, а Java и Python — нет. Но это не так: объектно-ориентированное программирование, как и любая другая парадигма, представляет собой огромную концепцию с множеством разных языков, которые в разной степени повлияли на нее. Однако именно Smalltalk был языком, который популяризировал эту концепцию.

Если открыть любую книгу по общей теории объектно-ориентированного программирования 80-х или начала 90-х годов, она будет построена на Smalltalk. В некоторых примеры будут описаны на C++ или других языках, но базой в этих книгах все равно остается Smalltalk.

Язык также популяризовал идею об объектах как об общих данных, заложив основу для высокоуровневого языка Cobra и модели акторов.

Причина смерти: Существует распространенное мнение, что Smalltalk проиграл, потому что его предпочли C++. Однако это неверно: у Smalltalk действительно были проблемы (сложность взаимодействия с другими инструментами и низкая производительность), но даже в 90-х годах многие программисты полагали, что он станет доминирующим языком программирования для решения бизнес-задач.

Но потом появилась Java.

Smalltalk был не единственной жертвой «Явапокалипсиса»: конкуренцию Java проиграли Eiffel, Ada95 и почти все остальные объектно-ориентированные языки. Действительно интересный вопрос не «почему умер Smalltalk», а «почему выжил C ++». Я думаю, что C ++ имел лучшее взаимодействие с C, и его было легче распространить на легаси-системы.

Заключение

Это лишь небольшая часть важных для программирования языков, которые уже мертвы. Alphard, Altran, Argus, Automath, BCPL, Comtran, CPL, Eiffel, Flow-Matic, Hope, Hypercard, ISWIM, Jovial, MacSyma, Mesa, Miranda, Multics Shell, Planner, SMP, Sketchpad внесли свой вклад в современный мир программирования.

Большинство влиятельных языков никогда не были популярными, но их ДНК проявляется спустя десятилетия после того, как они были забыты. Есть бесчисленное множество языков, идеи которых не были оценены, например, «Энциклопедия языков программирования» состоит из более чем 8 тыс. языков.

Компания DST Global (dstglobal.ru) предлагает полный набор услуг по разработке заказного программного обеспечения. Проектируем и разрабатываем современное ПО для Интернет-проектов и автоматизации бизнеса.

Мы проектируем качественную, надежную, высокопроизводительную ИТ-инфраструктуру, которая эффективно решает коммерческие задачи и реализуется в соответствии со спецификой Вашего бизнеса.