ภาษาโปรแกรม

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ภาษาโปรแกรม คือภาษาประดิษฐ์ชนิดหนึ่งที่ออกแบบขึ้นมาเพื่อสื่อสารชุดคำสั่งแก่เครื่องจักร โดยเฉพาะอย่างยิ่งคอมพิวเตอร์ ภาษาโปรแกรมสามารถใช้สร้างโปรแกรมที่ควบคุมพฤติกรรมของเครื่องจักร และ/หรือ แสดงออกด้วยขั้นตอนวิธี (algorithm) อย่างตรงไปตรงมา ผู้เขียนโปรแกรมซึ่งหมายถึงผู้ที่ใช้ภาษาโปรแกรมเรียกว่า โปรแกรมเมอร์ (programmer)

ภาษาโปรแกรมในยุคแรกเริ่มนั้นเกิดขึ้นก่อนที่คอมพิวเตอร์จะถูกประดิษฐ์ขึ้น โดยถูกใช้เพื่อควบคุมการทำงานของเครื่องทอผ้าของแจ็กการ์ดและเครื่องเล่นเปียโน ภาษาโปรแกรมต่าง ๆ หลายพันภาษาถูกสร้างขึ้นมา ส่วนมากใช้ในวงการคอมพิวเตอร์ และสำหรับวงการอื่นภาษาโปรแกรมก็เกิดขึ้นใหม่ทุก ๆ ปี ภาษาโปรแกรมส่วนใหญ่อธิบายการคิดคำนวณในรูปแบบเชิงคำสั่ง อาทิลำดับของคำสั่ง ถึงแม้ว่าบางภาษาจะใช้การอธิบายในรูปแบบอื่น ตัวอย่างเช่น ภาษาที่สนับสนุนการเขียนโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน หรือการเขียนโปรแกรมเชิงตรรกะ

การพรรณนาถึงภาษาโปรแกรมหนึ่ง ๆ มักจะแบ่งออกเป็นสองส่วนได้แก่ วากยสัมพันธ์ (รูปแบบ) และอรรถศาสตร์ (ความหมาย) บางภาษาถูกนิยามขึ้นด้วยเอกสารข้อกำหนด (ตัวอย่างเช่น ภาษาซีเป็นภาษาหนึ่งที่กำหนดโดยมาตรฐานไอโซ) ในขณะที่ภาษาอื่นอย่างภาษาเพิร์ลรุ่น 5 และก่อนหน้านั้น ใช้การทำให้เกิดผลแบบอ้างอิง (reference implementation) เป็นลักษณะเด่น

คำจำกัดความ[แก้]

ภาษาโปรแกรมเป็นสัญกรณ์อย่างหนึ่งสำหรับการเขียนโปรแกรม ซึ่งมีข้อกำหนดต่าง ๆ เกี่ยวกับการคิดคำนวณหรือขั้นตอนวิธี [1] ผู้แต่งตำราบางคน (ไม่ใช่ทั้งหมด) ได้ให้คำจำกัดความของ "ภาษาโปรแกรม" อย่างเข้มงวดว่า หมายถึงภาษาที่สามารถแสดงออกด้วยขั้นตอนวิธีที่เป็นไปได้ทั้งหมด [1][2] คุณลักษณะมักเป็นปัจจัยพิจารณาที่สำคัญสำหรับคำถามว่า อะไรที่ถือว่าเป็นภาษาโปรแกรม รวมทั้งปัจจัยต่อไปนี้

  • การทำงานและเป้าหมาย ภาษาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ คือภาษาชนิดหนึ่ง [3] ที่ใช้สำหรับเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ที่กระทำการคิดคำนวณหรือขั้นตอนวิธีบางอย่าง [4] และควบคุมอุปกรณ์ภายนอกที่เป็นไปได้อาทิ เครื่องพิมพ์ เครื่องขับจานบันทึก หุ่นยนต์ [5] และอื่น ๆ ตัวอย่างเช่น โปรแกรมโพสต์สคริปต์มักถูกสร้างโดยโปรแกรมอื่นเพื่อควบคุมเครื่องพิมพ์หรือจอภาพ ภาษาโปรแกรมโดยนัยทั่วไปมากขึ้น อาจใช้พรรณนาการคิดคำนวณบนเครื่องจักรบางชนิด ซึ่งอาจเป็นเครื่องจักรนามธรรมก็ได้ เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่า ข้อกำหนดภาษาโปรแกรมที่สมบูรณ์ จะต้องมีการพรรณนาลักษณะเครื่องจักรหรือหน่วยประมวลผลสำหรับภาษานั้น ซึ่งอาจเป็นการพรรณนาในอุดมคติก็ได้ [6] ในทางปฏิบัติเป็นส่วนใหญ่ ภาษาโปรแกรมเกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ จึงทำให้ภาษาโปรแกรมต่าง ๆ โดยปกติถูกกำหนดและศึกษาในแนวทางนี้ [7] ภาษาโปรแกรมต่างจากภาษาธรรมชาติตรงที่ ภาษาธรรมชาติใช้แสดงปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์ด้วยกันเพียงเท่านั้น ในขณะที่ภาษาโปรแกรมทำให้มนุษย์สื่อสารชุดคำสั่งแก่เครื่องจักรได้อีกด้วย
  • แนวคิดนามธรรม ภาษาโปรแกรมโดยปกติจะมีภาวะนามธรรม สำหรับนิยามและจัดดำเนินการโครงสร้างข้อมูล หรือควบคุมกระแสการทำงาน ความจำเป็นในทางปฏิบัติที่ภาษาโปรแกรมสนับสนุนภาวะนามธรรมอย่างเพียงพอ แสดงออกมาด้วยหลักการที่เป็นนามธรรม [8] หลักการนี้บางครั้งก็คิดค้นขึ้นเพื่อเป็นข้อเสนอแนะให้โปรแกรมเมอร์สามารถใช้ภาวะนามธรรมเช่นนั้นได้อย่างถูกต้อง [9]
  • พลังในการแสดงออก ทฤษฎีการคำนวณแบ่งประเภทภาษาต่าง ๆ ตามการคิดคำนวณโดยความสามารถในการแสดงออก ภาษาทัวริงบริบูรณ์ทุกภาษาสามารถทำให้เกิดผลได้ด้วยเซตของขั้นตอนวิธีที่เหมือนกัน ภาษาเอสคิวแอลและภาษาแชริตีเป็นตัวอย่างของภาษาที่ไม่เป็นทัวริงบริบูรณ์ แต่ก็ยังเรียกว่าเป็นภาษาโปรแกรม [10][11]

ภาษามาร์กอัปอย่างเช่น เอกซ์เอ็มแอล เอชทีเอ็มแอล หรือทร็อฟฟ์ เป็นต้น ซึ่งถูกนิยามว่าเป็นข้อมูลเชิงโครงสร้าง โดยทั่วไปไม่ถือว่าเป็นภาษาโปรแกรม [12][13][14] อย่างไรก็ตาม ภาษาโปรแกรมอาจจะใช้วากยสัมพันธ์เหมือนภาษามาร์กอัป ถ้าอรรถศาสตร์เชิงคำนวณมีการนิยามไว้ ตัวอย่างเช่น เอกซ์เอสแอลที ซึ่งเป็นภาษาย่อยของเอกซ์เอ็มแอลที่เป็นทัวริงบริบูรณ์ [15][16][17] ยิ่งไปกว่านั้น ภาษาลาเทกซ์ซึ่งตามปกติใช้สำหรับสร้างโครงสร้างเอกสาร แต่ก็มีเซตย่อยของทัวริงบริบูรณ์อยู่ด้วย [18][19]

วลี ภาษาคอมพิวเตอร์ บางครั้งก็ใช้แทนความหมายของภาษาโปรแกรม [20] อย่างไรก็ตาม ผู้แต่งตำราแต่ละคนก็ใช้วลีทั้งสองรวมถึงขอบเขตที่ชัดเจนในแนวทางที่ต่างกัน แนวคิดหนึ่งอธิบายว่า ภาษาโปรแกรมเป็นเซตย่อยของภาษาคอมพิวเตอร์ [21] ในทำนองนี้ ภาษาที่ใช้ในการคิดคำนวณอันมีเป้าหมายต่างกัน ที่แสดงออกเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ โดยนัยทั่วไปคือภาษาคอมพิวเตอร์ที่ถูกเลือกขึ้นมา ยกตัวอย่างเช่น ภาษามาร์กอัปบางครั้งก็ถูกพูดถึงว่าเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ เพื่อเน้นย้ำว่ามันไม่ได้ออกแบบมาเพื่อเขียนโปรแกรม [22] แนวคิดอีกอย่างหนึ่งอธิบายว่า ภาษาโปรแกรมคือโครงสร้างเชิงทฤษฎีสำหรับการเขียนโปรแกรมให้แก่เครื่องจักรนามธรรม และภาษาคอมพิวเตอร์คือเซตย่อยของสิ่งดังกล่าวที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์ในทางกายภาพ ซึ่งมีทรัพยากรฮาร์ดแวร์จำกัด [23] จอห์น ซี. เรย์โนลด์ เน้นว่า ภาษาข้อกำหนดรูปนัย (formal specification) มีลักษณะของภาษาโปรแกรมมากพอ ๆ กับภาษาที่ตั้งใจให้กระทำการ เขายังให้เหตุผลด้วยว่า รูปแบบรับเข้าเชิงข้อความหรือแม้แต่เชิงกราฟิกที่ส่งผลต่อพฤติกรรมของคอมพิวเตอร์ ก็ถือเป็นภาษาโปรแกรมเช่นกัน ถึงแม้ข้อเท็จจริงคือสิ่งเหล่านั้นไม่ใช่ทัวริงบริบูรณ์ และให้ความเห็นอีกว่า การมองข้ามมโนทัศน์ของภาษาโปรแกรมคือสาเหตุของความบกพร่องมากมายในรูปแบบรับเข้า [24]

ลักษณะของภาษาโปรแกรม[แก้]

ภาษาโปรแกรมแต่ละภาษาสามารถพิจารณาว่าเป็นเซตของข้อกำหนดอย่างเป็นทางการของวากยสัมพันธ์ ศัพท์ และความหมาย

ข้อกำหนดเหล่านี้มักรวมถึง:

  • ข้อมูล และโครงสร้างข้อมูล
  • คำสั่ง และลำดับการทำงาน00 รักก
  • ปรัชญาในการออกแบบ
  • สถาปัตยกรรมของภาษา

ภาษาส่วนใหญ่ที่มีการใช้งานอย่างกว้างขวาง หรือมีการใช้งานในระยะเวลาพอสมควร จะมีกลุ่มทำงานเพื่อสร้างมาตรฐาน ซึ่งมักจะมีการพบปะกันเป็นระยะๆ เพื่อสร้างและจัดพิมพ์นิยามอย่างเป็นทางการของภาษา รวมถึงการปรับปรุงเพิ่มเติมภาษาด้วย

ชนิดข้อมูล[แก้]

การจัดเก็บข้อมูลภายในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่นั้น ภายในแล้วจะเก็บเป็นตัวเลขศูนย์และหนึ่ง (เลขฐานสอง) อย่างไรก็ตาม ข้อมูลมักถูกแทนสารสนเทศในชีวิตประจำวันเช่น ชื่อบุคคล เลขบัญชี หรือผลการวัด ดังนั้นข้อมูลแบบฐานสองจะถูกจัดการโดยภาษาโปรแกรม เพื่อทำให้รองรับการจัดเก็บข้อมูลที่ซับซ้อนขึ้นเหล่านี้

ระบบที่ข้อมูลถูกจัดการภายในโปรแกรมเรียกว่าชนิดข้อมูลของภาษาโปรแกรม การออกแบบและศึกษาเกี่ยวกับชนิดข้อมูลเรียกว่าทฤษฎีชนิด ภาษาโปรแกรมสามารถจัดออกได้เป็นกลุ่มภาษาที่มี การจัดชนิดแบบสถิตย์ และภาษาที่มี การจัดชนิดแบบพลวัต

โครงสร้างข้อมูล[แก้]

โครงสร้างข้อมูล คือรูปแบบของการจัดเก็บข้อมูล ที่เกิดจากการนำเอาตัวแปรประเภทต่าง ๆ กันมาประยุกต์รวมกันเพื่อให้ง่ายต่อการที่จะนำไปใช้ ในalgorithm ต่าง ๆ

ภาษาโปรแกรมที่นิยม[แก้]

อ้างอิง[แก้]

  1. 1.0 1.1 Aaby, Anthony (2004). Introduction to Programming Languages. 
  2. ในมโนทัศน์แบบคณิตศาสตร์ สิ่งนี้หมายความว่า ภาษาโปรแกรมคือทัวริงบริบูรณ์ MacLennan, Bruce J. (1987). Principles of Programming Languages. Oxford University Press. p. 1. ISBN 0-19-511306-3. 
  3. Steven R. Fischer, A history of language, Reaktion Books, 2003, ISBN 186189080X, p. 205
  4. ACM SIGPLAN (2003). "Bylaws of the Special Interest Group on Programming Languages of the Association for Computing Machinery". สืบค้นเมื่อ 2006-06-19. , The scope of SIGPLAN is the theory, design, implementation, description, and application of computer programming languages - languages that permit the specification of a variety of different computations, thereby providing the user with significant control (immediate or delayed) over the computer's operation.
  5. Dean, Tom (2002). "Programming Robots". Building Intelligent Robots. Brown University Department of Computer Science. สืบค้นเมื่อ 2006-09-23. 
  6. R. Narasimahan, Programming Languages and Computers: A Unified Metatheory, pp. 189--247 in Franz Alt, Morris Rubinoff (eds.) Advances in computers, Volume 8, Academic Press, 1994, ISBN 012012108, p.193 : "a complete specification of a programming language must, by definition, include a specification of a processor--idealized, if you will--for that language." [แหล่งข้อมูลนี้มีการอ้างอิงจากแหล่งอื่นที่รับรองข้อความดังกล่าว]
  7. Ben Ari, Mordechai (1996). Understanding Programming Languages. John Wiley and Sons. "Programs and languages can be defined as purely formal mathematical objects. However, more people are interested in programs than in other mathematical objects such as groups, precisely because it is possible to use the program—the sequence of symbols—to control the execution of a computer. While we highly recommend the study of the theory of programming, this text will generally limit itself to the study of programs as they are executed on a computer." 
  8. David A. Schmidt, The structure of typed programming languages, MIT Press, 1994, ISBN 0262193493, p. 32
  9. Pierce, Benjamin (2002). Types and Programming Languages. MIT Press. p. 339. ISBN 0-262-16209-1. 
  10. Digital Equipment Corporation. "Information Technology - Database Language SQL (Proposed revised text of DIS 9075)". ISO/IEC 9075:1992, Database Language SQL. สืบค้นเมื่อ June 29, 2006. 
  11. The Charity Development Group (December 1996). "The CHARITY Home Page". สืบค้นเมื่อ 2006-06-29.  , Charity is a categorical programming language..., All Charity computations terminate.
  12. XML in 10 points W3C, 1999, XML is not a programming language.
  13. Powell, Thomas (2003). HTML & XHTML: the complete reference. McGraw-Hill. p. 25. ISBN 0-07-222-942-X. "HTML is not a programming language." 
  14. Dykes, Lucinda; Tittel, Ed (2005). XML For Dummies, 4th Edition. Wiley. p. 20. ISBN 0-7645-8845-1. "...it's a markup language, not a programming language." 
  15. "What kind of language is XSLT?". Ibm.com. สืบค้นเมื่อ 2010-12-03. 
  16. "XSLT is a Programming Language". Msdn.microsoft.com. สืบค้นเมื่อ 2010-12-03. 
  17. Scott, Michael (2006). Programming Language Pragmatics. Morgan Kaufmann. p. 802. ISBN 0-12-633951-1. "XSLT, though highly specialized to the transformation of XML, is a Turing-complete programming language." 
  18. http://tobi.oetiker.ch/lshort/lshort.pdf
  19. Syropoulos, Apostolos; Antonis Tsolomitis, Nick Sofroniou (2003). Digital typography using LaTeX. Springer-Verlag. p. 213. ISBN 0-387-95217-9. "TeX is not only an excellent typesetting engine but also a real programming language." 
  20. Robert A. Edmunds, The Prentice-Hall standard glossary of computer terminology, Prentice-Hall, 1985, p. 91
  21. Pascal Lando, Anne Lapujade, Gilles Kassel, and Frédéric Fürst, Towards a General Ontology of Computer Programs, ICSOFT 2007, pp. 163-170
  22. S.K. Bajpai, Introduction To Computers And C Programming, New Age International, 2007, ISBN 812241379X, p. 346
  23. R. Narasimahan, Programming Languages and Computers: A Unified Metatheory, pp. 189--247 in Franz Alt, Morris Rubinoff (eds.) Advances in computers, Volume 8, Academic Press, 1994, ISBN 012012108, p.215: "[...] the model [...] for computer languages differs from that [...] for programming languages in only two respects. In a computer language, there are only finitely many names--or registers--which can assume only finitely many values--or states--and these states are not further distinguished in terms of any other attributes. [author's footnote:] This may sound like a truism but its implications are far reaching. For example, it would imply that any model for programming languages, by fixing certain of its parameters or features, should be reducible in a natural way to a model for computer languages."
  24. John C. Reynolds, Some thoughts on teaching programming and programming languages, SIGPLAN Notices, Volume 43, Issue 11, November 2008, p.109