Ngôn ngữ lập trình là gì? có chức năng như thế nào? Các loại ngôn ngữ lập trình

Ngôn ngữ lập trình là thuật ngữ vô cùng quen thuộc với những người làm công nghệ thông tin. Hầu hết các ngôn ngữ lập trình bao gồm các lệnh dành cho máy tính . Có những máy có thể lập trình sử dụng một tập hợp các hướng dẫn cụ thể , thay vì các ngôn ngữ lập trình chung chung. Vậy ngôn ngữ lập trình là gì và có chức năng như thế nào? Các loại ngôn ngữ lập trình, bài viết sau đây sẽ đi giải đáp những câu hỏi nêu trên. Ngôn ngữ lập trình là gì? Ngôn ngữ lập trình (programming language) là dạng ngôn ngữ được chuẩn hóa theo một hệ thống các quy tắc riêng, sao cho qua đó người lập trình có thể mô tả các chương trình làm việc dành cho thiết bị điện tử mà cả con người và các thiết bị đó đều hiểu được. Ngôn ngữ lập trình được dùng để viết ra phần mềm, tập lệnh hoặc các hướng dẫn cho máy tính làm theo. Kể từ đầu những năm 1800, các chương trình đã được sử dụng để định hướng hoạt động của máy móc như khung dệt Jacquard , hộp nhạc và đàn piano cơ . Các chương trình dành cho những máy này (chẳng hạn như cuộn của đàn piano cơ) không tạo ra các hành vi khác nhau để đáp ứng với các đầu vào hoặc điều kiện khác nhau. Hàng nghìn ngôn ngữ lập trình khác nhau đã được tạo ra và nhiều ngôn ngữ lập trình khác đang được tạo ra hàng năm. Nhiều ngôn ngữ lập trình được viết ở dạng mệnh lệnh (tức là một chuỗi các thao tác phải thực hiện) trong khi các ngôn ngữ khác sử dụng dạng khai báo (tức là kết quả mong muốn được chỉ định chứ không phải cách đạt được). Mô tả của một ngôn ngữ lập trình thường được chia thành hai thành phần là cú pháp (hình thức) và ngữ nghĩa (nghĩa). Một số ngôn ngữ được xác định bởi tài liệu đặc tả (ví dụ: ngôn ngữ lập trình C được chỉ định bởi Tiêu chuẩn ISO ) trong khi các ngôn ngữ khác (chẳng hạn như Perl ) có cách triển khai chi phối được coi là tham chiếu . Một số ngôn ngữ có cả hai, với ngôn ngữ cơ bản được xác định bởi một tiêu chuẩn và các phần mở rộng được lấy từ việc triển khai chi phối là phổ biến. Các mã nguồn cho một chương trình máy tính đơn giản viết bằng các ngôn ngữ lập trình C . Các dòng màu xám là nhận xét giúp giải thích chương trình cho con người bằng ngôn ngữ tự nhiên . Khi được biên dịch và chạy , nó sẽ cho kết quả đầu ra là ” Hello, world!”. Lý thuyết ngôn ngữ lập trình là một lĩnh vực con của khoa học máy tính liên quan đến việc thiết kế, triển khai, phân tích, mô tả đặc tính và phân loại các ngôn ngữ lập trình. Một ngôn ngữ lập trình là một ngôn ngữ máy tính lập trình viên sử dụng để phát triển các chương trình phần mềm, script , hoặc các nhóm hướng dẫn cho máy tính để thực hiện . Mặc dù nhiều ngôn ngữ chia sẻ những điểm tương đồng, nhưng mỗi ngôn ngữ có cú pháp riêng . Sau khi một lập trình viên học các quy tắc, cú pháp và cấu trúc ngôn ngữ, họ sẽ viết mã nguồn trong một trình soạn thảo văn bản hoặc IDE . Sau đó, lập trình viên thường biên dịch mã thành ngôn ngữ máy mà máy tính có thể hiểu được. Các ngôn ngữ kịch bản, không yêu cầu trình biên dịch, sử dụng trình thông dịch để thực thi tập lệnh. Đặc trưng của ngôn ngữ lập trình Thông thường, một ngôn ngữ lập trình bao gồm các chi tiết kỹ thuật sau: Dữ liệu và cấu trúc dữ liệu Câu lệnh và dòng điều khiển Các tên và các tham số Các cơ chế tham khảo và sự tái sử dụng Đối với các ngôn ngữ phổ biến/ phát triển lâu dài, người ta thường có các tiêu chuẩn chính thức cho ngôn ngữ đó. Đồng thời, tổ chức các hội thảo để mở rộng, bổ sung các tiêu chuẩn trước đó. Ví dụ: Với ngôn ngữ C++, hội đồng tiêu chuẩn ANSI C++ và ISO C++ đã tổ chức đến 13 cuộc hội thảo để điều chỉnh và nâng cấp ngôn ngữ này. Một ngôn ngữ lập trình có những thành phần cơ bản nào? Một ngôn ngữ lập trình thường có 3 thành phần là bảng chữ cái, cú pháp và ngữ nghĩa: Bảng chữ cái: Thành phần này được xem là tập các ký hiệu dùng để viết chương trình. Ví dụ, trong ngôn ngữ Pascal bảng chữ cái gồm chữ cái trong bảng chữ cái tiếng Anh, các chữ số 0 đến 9 và một số ký tự đặc biệt khác. Cú pháp: Là một bộ quy tắc dùng để kiểm tra phương pháp, cách viết một chương trình hợp lệ. Ngữ nghĩa: Dùng để xác định ý nghĩa thao tác cần phải thực hiện, ứng với tổ hợp ký tự dựa vào ngữ cảnh của nó. Mỗi ngôn ngữ lập trình có thể được xem như là một tập hợp của các chi tiết kỹ thuật chú trọng đến cú pháp, từ vựng, và ý nghĩa của ngôn ngữ. Những chi tiết kỹ thuật này thường bao gồm: Dữ liệu và cấu trúc dữ liệu. Câu lệnh và dòng điều khiển. Các tên và các tham số. Cơ chế tham khảo và sự tái sử dụng. Chức năng của ngôn ngữ lập trình Chức năng và mục tiêu Một ngôn ngữ lập trình máy tính là một ngôn ngữ dùng để viết chương trình máy tính , trong đó bao gồm một máy tính thực hiện một số loại tính toán hoặc thuật toán và có thể kiểm soát các thiết bị bên ngoài như máy in , ổ đĩa , robot , và vân vân. – Ví dụ: PostScript chương trình thường được tạo bởi một chương trình khác để điều khiển máy in hoặc màn hình máy tính. Nói một cách tổng quát hơn, một ngôn ngữ lập trình có thể mô tả việc tính toán trên một số máy, có thể là trừu tượng. Người ta thường chấp nhận rằng một đặc tả hoàn chỉnh cho một ngôn ngữ lập trình bao gồm một mô tả, có thể được lý tưởng hóa, về một máy hoặc bộ xử lý cho ngôn ngữ đó. Trong hầu hết các ngữ cảnh thực tế, một ngôn ngữ lập trình liên quan đến máy tính; do đó, các ngôn ngữ lập trình thường được định nghĩa và nghiên cứu theo cách này. Ngôn ngữ lập trình khác với ngôn ngữ tự nhiên trong đó các ngôn ngữ tự nhiên chỉ được sử dụng để tương tác giữa con người với nhau, trong khi các ngôn ngữ lập trình cũng cho phép con người truyền đạt các hướng dẫn cho máy móc. Các loại ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất Khi bắt đầu học lập trình, có lẽ bạn sẽ bị choáng ngợp trước số lương ngôn ngữ lập trình khổng lồ. Và không biết nên chọn học ngôn ngữ nào. Thực tế, bạn chỉ cần thành thạo một vài ngôn ngữ nhất định là đã có thể tạo nên các chương trình phần mềm. Dưới đây là 10 ngôn ngữ lập trình được sử dụng nhiều nhất hiện nay: – Ngôn ngữ lập trình C: Được sáng chế năm 1972. Với khả năng hoạt động trên tất cả các nền tảng điện toán cùng tính ổn định và dễ hiểu ngôn ngữ lập trình C được hầu hết các lập trình viên trên thế giới ưa chuộng. – Ngôn ngữ lập trình C#: Sáng tạo bởi Microsoft. Nó được yêu thích vì khả năng đưa những ý tưởng “rất Java” vào cách lập trình của mình. – Ngôn ngữ lập trình C++: Được phát minh ra vào năm 1983. Là một lựa chọn hoàn hảo ngoài C. Một số chương trình nổi tiếng được viết bởi ngôn ngữ này có thể kể đến như: Microsoft Windows, Google Chrome. – CSS: Là ngôn ngữ dùng cho thiết kế định dạng và layout website. Rất nhiều menu trên website và ứng dụng di động đều được viết bởi CSS kết hợp cùng JavaScript và HTML. – Go: Được phát triển bởi Google nhằm xây dựng các hệ thống cho lượng người dùng cực lớn. Ưu điểm là dễ đọc và dễ nhân rộng. – PHP: Là ngôn ngữ phổ biến trong thiết kế website. Mặc dù có không ít phần mềm nổi tiếng được tạo nên từ ngôn ngữ này nhưng nó vẫn nhận được nhiều đánh giá trái chiều từ các nhà lập trình. – Java: Được phát minh vào năm 1991 bởi Oracle. Java đang là ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất thế giới. Nó chính là phần thiết yếu trong phát triển ứng dụng Android, phần mềm doanh nghiệp hay TV thông minh. –JavaScript: Nhắc đến ứng dụng web thì không thể bỏ qua JavaScrip. JavaScript chạy trên web hiện đại nhưng đôi khi nó cũng là thủ phạm làm chậm tốc độ trình duyệt hay đẩy người dùng vào nhiều lỗ hổng bảo mật hơn. – Python: Với xuất phát điểm từ năm 1989, Python được ưa chuộng bởi tính dễ đọc. Nhiều lập trình viên còn cho rằng đây là ngôn ngữ dễ học nhất bên cạnh Ruby. –Ruby: Là ngôn ngữ lập trình rất dễ đọc, dễ viết. Khẩu hiệu của Ruby chính là “người bạn tốt nhất của các lập trình viên.” Đi kèm với nó là Rails, một framework add-on giúp cho việc xây dựng ứng dụng web trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Các kiểu dữ liệu trong ngôn ngữ lập trình Một hệ thống đặc thù mà theo đó các dữ liệu được tổ chức sắp xếp trong một chương trình gọi là hệ thống kiểu của ngôn ngữ lập trình. Việc thiết kế và nghiên cứu các hệ thống kiểu được biết như là lý thuyết kiểu. Nhiều ngôn ngữ định nghĩa sẵn các kiểu dữ liệu thông dụng như: Integer: rất thông dụng, được dùng để biểu diễn các số nguyên. Char: biểu diễn các ký tự đơn lẻ. String: biểu diễn chuỗi các ký tự, hay còn gọi là chuỗi, để tạo thành câu hay cụm từ. Cấu trúc dữ liệu của ngôn ngữ lập trình Hầu hết các ngôn ngữ đều cung cấp các cách thức để lắp ráp các cấu trúc dữ liệu phức tạp từ các kiểu sẵn có và để liên kết các tên với các kiểu mới kết hợp (dùng các kiểu mảng, danh sách, hàng đợi hay tập tin). Các mệnh lệnh và dòng điều khiển Khi dữ liệu đã được định rõ, máy tính phải được chỉ thị làm thế nào để tiến hành các phép toán trên dữ liệu đó. Những mệnh đề cơ bản có thể được cấu trúc thông qua việc sử dụng các từ khóa (đã được định nghĩa bởi ngôn ngữ lập trình) hoặc là có thể tạo thành từ việc dùng và kết hợp các cấu trúc ngữ pháp hay cú pháp đã được định nghĩa. Những mệnh đề cơ bản này gọi là các câu lệnh. Tùy theo ngôn ngữ, các câu lệnh có thể được kết hợp với nhau theo trật tự nào đó. Điều này cho phép thiết lập được các chương trình thực hiện được nhiều chức năng. Hơn nữa, ngoài các câu lệnh để thay đổi và điều chỉnh dữ liệu, còn có những kiểu câu lệnh dùng để điều khiển dòng xử lý của máy tính như là phân nhánh, định nghĩa bởi nhiều trường hợp, vòng lặp, hay kết hợp các chức năng. Đây là các thành tố không thể thiếu của một ngôn ngữ lập trình Các tên và các tham số của ngôn ngữ lập trình Muốn cho chương trình chạy được thì phải có phương pháp xác định được các vùng trống của bộ nhớ để làm kho chứa dữ liệu. Phương pháp được biết nhiều nhất là thông qua tên của các biến. Tùy theo ngôn ngữ, các vùng trống gián tiếp có thể bao gồm các tham chiếu, mà trên thực tế, chúng là các con trỏ (pointer) chỉ đến những vùng chứa khác của bộ nhớ, được cài đặt trong các biến hay nhóm các biến. Phương pháp này gọi là đặt tên kho nhớ. Tương tự với phương pháp đặt tên kho nhớ, là phương pháp đặt tên những nhóm của các chỉ thị. Hầu hết các ngôn ngữ lập trình đều cho phép gọi các macro hay các chương trình con như là các câu lệnh để chạy nội dung mô tả trong các macro hay chương trình con này thông qua tên. Việc dùng tên như thế này cho phép các chương trình đạt tới một sự linh hoạt cao và có giá trị lớn trong việc tái sử dụng mã nguồn (vì người viết mã không cần phải lặp lại những đoạn mã giống nhau mà chỉ việc định nghĩa các macro hay các chương trình con). Các tham chiếu gián tiếp đến các chương trình khả dụng hay các bộ phận dữ liệu đã được xác định từ trước cho phép nhiều ngôn ngữ định hướng ứng dụng tích hợp được các thao tác khác nhau. Cơ chế tham khảo và việc tái sử dụng mã nguồn Mỗi ngôn ngữ lập trình đều có một bộ các cú pháp quy định việc lập trình sao cho mã nguồn được thực thi. Theo đó, mỗi nhà sản xuất các ngôn ngữ này sẽ cung cấp một bộ các cấu trúc ngữ pháp cho các câu lệnh, một khối lượng lớn các từ vựng quy ước được định nghĩa từ trước, và một số lượng các thủ tục hay hàm cơ bản. Ngoài ra, để giúp lập trình viên dễ dàng sử dụng, nhà sản xuất còn phải cung cấp các tài liệu tra cứu về đặc tính của ngôn ngữ mà họ phát hành. Những tài liệu tra cứu này bao gồm hầu hết các đặc tả, tính chất, các tên (hay từ khoá) mặc định, phương pháp sử dụng, và nhiều khi là các mã nguồn để làm ví dụ. Do sự không thống nhất trong các ý kiến về việc thiết kế và sử dụng từng ngôn ngữ nên có thể xảy ra trường hợp mã nguồn của cùng một ngôn ngữ chạy được cho phần mềm dịch này nhưng không tương thích được với phần mềm dịch khác. Ví dụ là các mã nguồn C viết cho Microsoft C (phiên bản 6.0) có thể không chạy được khi dùng trình dịch Borland (phiên bản 4.5) nếu không biết cách thức điều chỉnh. Đây cũng là lý do các kỳ hội nghị chuẩn hóa ngôn ngữ lập trình được tiến hành. Ngoài công việc chính là phát triển ngôn ngữ đặc thù, hội nghị còn tìm cách thống nhất hóa ngôn ngữ bằng cách đưa ra các tiêu chuẩn, các khuyến cáo thay đổi về ngôn ngữ trong tương lai hay các đổi mới về cú pháp của ngôn ngữ. Hãy lựa chọn ngôn ngữ lập trình phù hợp với bạn Trong lập trình, việc lựa chọn ngôn ngữ phù hợp rất quan trọng vì việc này không chỉ ảnh hưởng đến bảo mật mà còn liên quan đến sự thông dụng trong việc sửa chữa. Nếu là một nhà quản lý, khi bạn đã chọn một ngôn ngữ như C++ thì việc bạn sau này tuyển thêm những nhân viên lập trình khác cũng phải yêu cầu là C++. Nếu bạn tuyển một anh chàng Php về không chỉ không phù hợp với những gì bạn và đội ngũ của bạn đã lập trình trong quá khứ mà có khi phải viết lại tất cả các đoạn mã từ đầu, Video về ngôn ngữ lập trình là gì Kết luận Hy vọng rằng qua bài viết này, bạn đã biết được ngôn ngữ lập trình là gì cũng như khái niệm và chức năng ngôn ngữ lập trình. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết.