Ngôn ngữ lập trình là gì? Cấu trúc và các loại ngôn ngữ phổ biến hiện nay

2616

18-07-2024

Trong lĩnh vực công nghệ, ngôn ngữ lập trình là khái niệm được sử dụng khá nhiều và phổ biến. Vậy ngôn ngữ lập trình là gì và có các loại nào phổ biến? Chúng ta hãy cùng nhau đi tìm hiểu thông qua bài viết dưới đây của Bizfly Cloud.

Ngôn ngữ lập trình là gì?

Ngôn ngữ lập trình (programming language) đây là hệ thống những cú pháp và quy tắc thường được dùng để tạo ra các chương trình máy tính. Nó sẽ gồm các khái niệm, câu lệnh, thuật toán và tạo ra nhiều đầu ra khác nhau. Ngôn ngữ lập trình cho các chương trình có thể được thông dịch, biên dịch sang mã máy bởi máy tính. Lập trình viên sẽ dùng ngôn ngữ lập trình để tạo ra website, phần mềm, ứng dụng để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.

Một số ngôn ngữ lập trình được sử dụng phổ biến hiện nay là Java, Python, Ruby hoặc C++. Tất cả đều được dùng rộng rãi để phát triển phần mềm hoặc đáp ứng cho công nghệ thông tin và nhiều lĩnh vực khác.

Lịch sử phát triển của ngôn ngữ lập trình

Quá trình hình thành và phát triển của ngôn ngữ lập trình sẽ trải qua các giai đoạn sau đây:

Trước năm 1950: Trước khi máy tính điện tử ra đời, các máy tính cơ học và điện cơ được sử dụng cho tính toán. Các hệ thống như máy tính của Charles Babbage và máy tính cơ học của Konrad Zuse đã đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển khái niệm về chương trình. Ban đầu, các máy tính được lập trình bằng mã máy, các lệnh nhị phân được thiết kế trực tiếp cho phần cứng. Assembly là một dạng ngôn ngữ thấp cấp hơn, đã được phát triển để giúp lập trình viên viết mã dễ dàng hơn.
Năm 1957: Fortran là ngôn ngữ lập trình cấp cao đầu tiên được phát triển bởi IBM dành cho các tính toán khoa học và kỹ thuật. Fortran đã giới thiệu nhiều khái niệm mới như biến số, vòng lặp, và cấu trúc điều khiển.
Năm 1958: Lisp được phát triển bởi John McCarthy tại MIT. Đây là ngôn ngữ lập trình cấp cao đầu tiên được thiết kế cho xử lý ký hiệu và đã trở thành ngôn ngữ chính trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo.
Năm 1959: COBOL được phát triển để giải quyết các nhu cầu xử lý dữ liệu và ứng dụng thương mại. Nó đã trở thành ngôn ngữ phổ biến trong ngành công nghiệp tài chính và hành chính.
Năm 1960: ALGOL đã đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của ngôn ngữ lập trình. Nó giới thiệu nhiều khái niệm lập trình hiện đại và là tiền thân của nhiều ngôn ngữ lập trình sau này.
Năm 1972: Ngôn ngữ C được phát triển bởi Dennis Ritchie tại Bell Labs. C là ngôn ngữ lập trình có cấu trúc, hiệu quả, mạnh mẽ và đã trở thành một trong những ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất.
Năm 1985: C++ được Bjarne Stroustrup phát triển như một sự mở rộng của C với hỗ trợ lập trình hướng đối tượng. Ngôn ngữ này đã trở thành một trong những ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất cho phát triển phần mềm hệ thống và ứng dụng.
Năm 1995: Java được Sun Microsystems phát triển với mục tiêu "viết một lần, chạy mọi nơi" (WORA). Java là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng và đã trở thành ngôn ngữ chủ đạo cho phát triển ứng dụng web và doanh nghiệp.
Năm 2000: C# được Microsoft phát triển như một phần của nền tảng .NET. C# là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng và đã trở thành ngôn ngữ chính cho phát triển ứng dụng trên nền tảng Windows.
Năm 2011: Kotlin do JetBrains phát triển, là một ngôn ngữ lập trình hiện đại được sử dụng chủ yếu cho phát triển ứng dụng Android. Kotlin tương thích với Java và đã trở thành ngôn ngữ chính thức của Android Development.
Năm 2014: Swift, do Apple phát triển, là ngôn ngữ lập trình dành cho phát triển ứng dụng macOS và iOS. Swift kết hợp tính năng của nhiều ngôn ngữ hiện đại với hiệu suất cao và cú pháp thân thiện với người dùng.

Có mấy loại ngôn ngữ lập trình hiện nay?

Hiện nay, có rất nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau được sử dụng. Sau đây sẽ là một số loại ngôn ngữ phổ biến:

1. Ngôn ngữ lập trình thủ tục

BASIC: Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code
C: Được biết đến là ngôn ngữ lập trình phổ biến, rất mạnh mẽ và linh hoạt
FORTRAN: Formula Translation, thường được sử dụng trong tính toán khoa học và kỹ thuật
Java: Đây là ngôn ngữ lập trình đa nền tảng, thường được sử dụng cho các ứng dụng web và doanh nghiệp
Pascal: Ngôn ngữ lập trình được phát triển với mục đích giáo dục

2. Ngôn ngữ lập trình chức năng

Common Lisp: Ngôn ngữ lập trình được đánh giá là mạnh mẽ, đa mục đích
Haskell: Ngôn ngữ lập trình thuần chức năng, nổi bật với hệ thống kiểu mạnh mẽ
F#: Ngôn ngữ lập trình chức năng thuộc họ ngôn ngữ .NET
Clojure: Ngôn ngữ lập trình chức năng, chạy trên nền tảng Java
Elm: Ngôn ngữ lập trình chức năng, tập trung vào lập trình giao diện người dùng

3. Ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng

Python: Ngôn ngữ lập trình khá dễ học, mạnh mẽ và linh hoạt
Java: Ngoài thủ tục, Java còn hỗ trợ lập trình hướng đối tượng
C#: Ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, được phát triển bởi Microsoft
Ruby: Ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, được biết đến với framework Ruby on Rails
PHP: Ngôn ngữ lập trình script, cũng hỗ trợ lập trình hướng đối tượng

4. Ngôn ngữ lập trình script

JavaScript: Ngôn ngữ lập trình script chủ yếu được sử dụng trong phát triển web
PHP: Ngôn ngữ lập trình script được sử dụng phổ biến cho phát triển web
Python: Ngoài lập trình hướng đối tượng, Python cũng là một ngôn ngữ lập trình script mạnh mẽ
Ruby: Ngoài lập trình hướng đối tượng, Ruby cũng là một ngôn ngữ lập trình script
Perl: Một ngôn ngữ lập trình script mạnh mẽ, linh hoạt

5. Ngôn ngữ lập trình logic

Absys: Ngôn ngữ lập trình logic cổ điển
ALF: Algebraic Logic Functional programming language
ASP: Answer Set Programming, thường được sử dụng trong trí tuệ nhân tạo
Alice: Ngôn ngữ lập trình logic dựa trên ML
Alma-0: Ngôn ngữ lập trình logic kết hợp các tính năng của ngôn ngữ lập trình thủ tục

Một số cách khác để phân loại ngôn ngữ lập trình

Để phân loại ngôn ngữ lập trình sẽ dựa vào một số yếu tố sau đây:

1. Ngôn ngữ lập trình Front-end và Back-end

Front-end là phần giao diện người dùng, bao gồm các ngôn ngữ được sử dụng để tạo ra và quản lý giao diện của trang web. Trong Front- end sẽ có một số dạng ngôn ngữ sau đây:

HTML: Ngôn ngữ đánh dấu để tạo cấu trúc cơ bản của trang web.
CSS: Ngôn ngữ dùng để định kiểu và tạo bố cục cho trang web.
JavaScript: Ngôn ngữ lập trình dùng để thêm tính năng động và tương tác cho trang web.
React: Một thư viện JavaScript để xây dựng giao diện người dùng.

Back-end là phần phía sau của ứng dụng, nơi xử lý logic, tương tác với cơ sở dữ liệu và các dịch vụ khác. Trong Back-end sẽ có một số ngôn ngữ phổ biến bao gồm Python, Ruby, PHP, Java, Node.js, C#, Go.

2. Ngôn ngữ lập trình High-level và Low-level

High-level là ngôn ngữ cấp cao được đánh giá cao về sự gần gũi với ngôn ngữ tự nhiên, dễ đọc và viết hơn, nhưng ít quyền kiểm soát trực tiếp phần cứng.

Low-level là ngôn ngữ cấp thấp thường gần gũi với ngôn ngữ máy, khó đọc hơn nhưng có quyền kiểm soát trực tiếp phần cứng và hiệu suất cao.

3. Ngôn ngữ lập trình giải thích và biên dịch

Trong ngôn ngữ lập trình giải thích, mã nguồn được thực thi trực tiếp bởi một trình thông dịch mà không cần qua bước biên dịch. Mỗi dòng mã được đọc và thực thi ngay lập tức, giúp quá trình phát triển nhanh hơn vì không cần chờ đợi quá trình biên dịch.

Python: Ngôn ngữ lập trình phổ biến với cú pháp rõ ràng và dễ học.
JavaScript: Ngôn ngữ lập trình chủ yếu được sử dụng cho phát triển web, đặc biệt là phát triển front-end.
PHP: Ngôn ngữ lập trình server-side phổ biến cho phát triển web.
Ruby: Ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, được biết đến với cú pháp thân thiện và dễ đọc.

Trong ngôn ngữ biên dịch, mã nguồn cần được biên dịch thành mã máy trước khi thực thi. Quá trình này tạo ra một tệp thực thi có thể chạy trên máy tính mà không cần trình biên dịch.

C: Ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ với cú pháp gần gũi với ngôn ngữ máy. C được sử dụng rộng rãi trong phát triển hệ điều hành, trình biên dịch và các ứng dụng hệ thống.
C++: Mở rộng từ C, C++ hỗ trợ lập trình hướng đối tượng và thường được sử dụng trong phát triển phần mềm hệ thống, game và ứng dụng hiệu năng cao.
C#: Ngôn ngữ lập trình được phát triển bởi Microsoft, chủ yếu được sử dụng trong phát triển ứng dụng Windows và ứng dụng web với .NET framework.
Rust: Ngôn ngữ lập trình hệ thống hiện đại, được thiết kế để đảm bảo an toàn bộ nhớ và hiệu suất cao.
Erlang: Ngôn ngữ lập trình được thiết kế cho các hệ thống phân tán và ứng dụng thời gian thực.

4. Ngôn ngữ đánh dấu

Ngôn ngữ đánh dấu không phải là ngôn ngữ lập trình, mà là một hệ thống ký hiệu để mô tả và định dạng dữ liệu. Ngôn ngữ này thường được sử dụng để tạo cấu trúc cho tài liệu và dữ liệu, đặc biệt trong phát triển web.

HTML: Ngôn ngữ đánh dấu chính để tạo các trang web. HTML sử dụng các thẻ (tags) để định dạng và cấu trúc nội dung trên trang web.

Đánh giá các ngôn ngữ lập trình được sử dụng nhiều nhất hiện nay

1. Java

Đây là ngôn ngữ do Sun Microsystems phát hành được thiết kế với khả năng tái sử dụng và mở rộng. Sau này đã được Oracle Corporation mua lại chuyên dùng để phát triển ứng dụng liên quan đến di động, web hoặc ứng dụng máy tính.

Ưu điểm:

Chạy trên nhiều hệ điều hành khác nhau thông qua Java Virtual Machine (JVM).
Có nhiều tính năng bảo mật, giúp bảo vệ ứng dụng khỏi các lỗ hổng bảo mật.
Sử dụng Garbage Collector để quản lý bộ nhớ.
Có một cộng đồng lập trình viên rộng lớn, dễ dàng tìm kiếm tài liệu và hỗ trợ.

Nhược điểm:

Hiệu suất thường chậm hơn so với các ngôn ngữ biên dịch như C hoặc C++.
Cú pháp và cấu trúc của Java có thể phức tạp và khó học đối với người mới bắt đầu.

2. Python

Python được Guido van Rossum phát triển vào năm 1991. Đây là loại ngôn ngữ lập trình cao cấp được thiết kế đơn giản hóa việc lập trình bằng cách dùng cấu trúc, cú pháp dễ hiểu và dễ đọc.

Ưu điểm:

Cú pháp đơn giản và rõ ràng, dễ đọc và viết.
Có rất nhiều thư viện và framework hỗ trợ.
Được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như khoa học dữ liệu, trí tuệ nhân tạo, phát triển web, và nhiều lĩnh vực khác.
Quản lý bộ nhớ tự động bằng việc sử dụng Garbage Collector.

Nhược điểm:

Chạy chậm hơn so với các ngôn ngữ biên dịch như C++ và Java.
Ít được sử dụng trong phát triển ứng dụng di động.

3. JavaScript

Đây là ngôn ngữ lập trình được sử dụng phổ biến và quan trọng nhất hiện nay. Trong nhiều năm quá, JavaScript đã có những bước phát triển vượt bậc, trở thành công cụ để phát triển ứng dụng web không thể thiếu.

Ưu điểm:

Được sử dụng để phát triển ứng dụng web và tạo ra các trang web tương tác.
Có nhiều thư viện và framework như React, Angular, và Vue.js.
Hỗ trợ các tác vụ không đồng bộ, giúp cải thiện hiệu suất của ứng dụng web.

Nhược điểm:

Dễ bị tấn công từ các lỗ hổng bảo mật như Cross-Site Scripting (XSS).
Không có cơ chế quản lý bộ nhớ tốt như các ngôn ngữ khác.

4. C++

C++ là một ngôn ngữ lập trình đa mục đích được phát triển bởi Bjarne Stroustrup tại Bell Labs vào năm 1979. Nó là sự mở rộng của ngôn ngữ lập trình C với thêm các tính năng hướng đối tượng.

Ưu điểm:

Chạy nhanh và hiệu quả, thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu hiệu suất cao.
Cho phép quản lý bộ nhớ trực tiếp, giúp tối ưu hóa tài nguyên.
Được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như phát triển hệ điều hành, trò chơi, và phần mềm nhúng.

Nhược điểm:

Khó học và sử dụng đối với người mới bắt đầu.
Đòi hỏi lập trình viên quản lý bộ nhớ thủ công, dễ gây ra lỗi như tràn bộ nhớ.

5. C#

C# được Microsoft.NET Framework phát triển. Chuyên dùng để phát triển những ứng dụng game, windows, ứng dụng web của server đối với ASP.NET.

Ưu điểm:

Tích hợp tốt với nền tảng Windows và các sản phẩm của Microsoft.
Quản lý bộ nhớ tự động bằng việc sử dụng Garbage Collector.
Có một cộng đồng lớn và nhiều tài liệu hỗ trợ.

Nhược điểm:

Phụ thuộc vào các công cụ và môi trường của Microsoft.
Thường chậm hơn so với các ngôn ngữ biên dịch như C++.

6. PHP

PHP được thiết kế nhằm xây dựng ứng dụng web tương tác hoặc web động với cơ sở dữ liệu. Đây là ngôn ngữ lập trình phía server phù hợp để chạy ở nhiều nền tảng máy chủ như Nginx, Apache, IIS…

Ưu điểm:

Cú pháp đơn giản, dễ học và triển khai.
Thích hợp cho phát triển ứng dụng web, đặc biệt là các ứng dụng nhỏ và vừa.
Có nhiều tài liệu và hỗ trợ từ cộng đồng.

Nhược điểm:

Chạy chậm hơn so với các ngôn ngữ biên dịch.
Thường gặp các lỗ hổng bảo mật nếu không được cấu hình và triển khai đúng cách.

7. Perl

Perl là một ngôn ngữ lập trình đa mục đích được phát triển vào cuối những năm 1980 bởi Larry Wall. Ban đầu, Perl được thiết kế để xử lý văn bản dễ dàng và nhanh chóng, nhưng sau đó nó đã phát triển thành một ngôn ngữ mạnh mẽ và linh hoạt, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Ưu điểm:

Thích hợp cho xử lý văn bản và thao tác chuỗi.
Chạy trên nhiều hệ điều hành khác nhau.
Có một cộng đồng lâu đời và nhiều tài liệu hỗ trợ.

Nhược điểm:

Cú pháp phức tạp và khó hiểu đối với người mới bắt đầu.
Thường chậm hơn so với các ngôn ngữ biên dịch như C++ và Java.

Xem thêm: Top 10 ngôn ngữ lập trình được sử dụng nhiều nhất

Vừa rồi là thông tin liên quan đến ngôn ngữ lập trình là gì, các loại ngôn ngữ lập trình phổ biến được sử dụng hiện nay. Hy vọng bạn đã có thông tin hữu ích và sử dụng ngôn ngữ phù hợp cho mục đích của mình.