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Im Folgenden werden diverse Klassen von Programmiersprachen, unterteilt nach Anwendungsbereich oder zugrundeliegendem Paradigma, vorgestellt.
Maschinensprache
Maschinensprache ist der direkt auf einem Prozessor ausführbare Code und in diesem Sinne keine Programmiersprache. Jede Prozessorarchitektur hat eine eigene, unterschiedliche Maschinensprache.
Assemblersprachen
Assemblersprachen gehören immer direkt zu ihrer entsprechenden Maschinensprache. Die Maschinenbefehle werden jedoch in einer menschenlesbaren Form geschrieben. Weiter wird mittels Symbolen adressiert, die absoluten Adressen werden vom Assembler errechnet. Auch können symbolische Konstanten benutzt und Makros, die häufig wiederkehrende Befehlsfolgen repräsentieren, definiert werden.
Datenstrukturen
LISP verwendet als konzeptionelle Hauptstruktur Listen. Auch das Programm ist eine Liste von Befehlen, die andere Listen verändern. FORTH verwendet als konzeptionelle Hauptstruktur Stacks und Stackoperationen.
Logische Sprachen
Prolog orientiert sich in der Beschreibung der Programme an der Prädikatenlogik. Logikorientierte Programmiersprachen haben ungewöhnliche Eigenschaften (Backtracking, Unifikationsalgorithmen), die sie für gewisse Arten von Problemen vorherbestimmt, die mit anderen Programmiersprachen nur sehr schwer zu lösen sind.
Prozedurale Sprachen
AWK, BASIC, C, COBOL, FORTRAN, Pascal, PL/1, REXX sind Vertreter der prozeduralen Familie, in der Anweisungen hintereinander abgearbeitet werden.
Objektorientierte Sprachen
Smalltalk, Eiffel, Modula-3, C++, Objective-C, D, Java, C#, ObjectPascal, Oberon, Ruby und XBase++ sind objektorientierte Sprachen. In objektorientierten Programmiersprachen werden Datenstrukturen und Methoden, die auf diesen Datenstrukturen operieren, in Klassen gekapselt.
Funktionale Sprachen
LISP (Hybridsprache), Logo, ML, Scheme, Haskell
Regelbasierte Sprachen
Bei regelbasierten Sprachen wie OPS-5 oder Prolog werden Regeln gegen eine Datenmenge auf ihre Instanziierbarkeit geprüft. Aus allen Regelinstanziierungen wird eine (mehrere, alle) ausgewählt und die zur Regel gehörenden Anweisungen werden ausgeführt.
Geschichte
Anfänge
Erste Arbeiten stammen bereits von Lady Ada, Countess of Lovelace (1815-1852, Assistentin von Charles Babbage), die als erste das Prinzip der variablen Programmierbarkeit erkannte. Dies entwickelte sich erst spürbar weiter mit Entwicklung der ersten elektronischen Rechenmaschinen und der Verwendung der booleschen Algebra.
Meilensteine sind etwa 1937 Patente von Konrad Zuse, die die Architektur beschreiben, die später als Von-Neumann-Maschine bekannt wird sowie 1945 die Fertigstellung von Plankalkül durch Zuse. Die ersten praktisch eingesetzten Programmiersprachen sind FORTRAN (1954, John Backus), COBOL (1959, Grace Hopper), LISP (1959, McCarthy), ALGOL-60 (1960, Strukturierte Programmierung)) und weitere (siehe Tabelle).
Darauf aufbauend wurde eine riesige Zahl von Progammiersprachen entwickelt, von denen aber die meisten nur Nischenprodukte sind. Es gibt gewissermaßen Sprachfamilien, z.B. C-artige Sprachen, die letztlich auf Algol zurückgehen. In neueren Generationen von spezifischen Sprachen werden erfolgreiche neue Konzepte von anderen Sprachen eingebaut. Die aktuelle Fortran-Vairante ist im Vergleichz zur Urvariante stark gewandelt.
Eine wichtige Rolle spielen dabei auch die Standardisierungs-Organisationen (ISO). Die vorgenannten Sprachen existieren bis heute.
Programmiersprachen werden geschichtlich auch in verschiedene Generationen eingeteilt:
1. Generation: Maschinensprachen Befehle werden direkt in einer Maschinensprache notiert, das heißt als Folge von Zahlencodes. Da sich der Befehlssatz von Rechner mit unterschiedlichen Prozessoren im allgemeinen unterscheidet, sind in Maschinensprache geschriebene Programme nur sehr schwer übertragbar. Die direkte Programmierung in einer Maschinensprache wird heute kaum noch verwendet.
Einige Programmiersysteme für höhere Programmiersprachen gestatten es, Maschinenbefehle in den Quelltext zu integrieren. Die Anwendung beschränkt sich dann auf solche Fälle, in denen es aus funktionalen oder Effektivitätsgründen unumgänglich oder nützlich ist, maschinennah zu programmieren.
2. Generation: Assembler Anstelle von Zahlencodes wird mit Hilfe von symbolischen Bezeichnern (Mnemonic) codiert. Eine Assembleranweisung wird in genau einen Maschinenbefehl umgesetzt. Auch Assemblerprogramme sind deshalb im allgemeinen an einen bestimmten Prozessortyp gebunden. Makroassembler gestatten die Bildung von parametrisierbaren Befehlsgruppen. Eine Makroanweisung wird im allgemeinen in mehr als einen Maschinenbefehl umgesetzt.
Der Anteil der Assemblerprogrammierung ist im Sinken. Der Möglichkeit der Erstellung effektiver Programme steht die erschwerte Wartbarkeit von Assemblerprogrammen gegenüber. Maschinennahe Programmierung - die Domäne von Assembler - kann heute überwiegend durch höhere Programmiersprachen abgedeckt werden.
Einige Programmiersysteme für höhere Programmiersprachen gestatten es, Assemblerbefehle in den Quelltext zu integrieren. Die Anwendung kann sich dann auf die Situationen beschränken, in denen es aus funktionalen oder Effektivitätsgründen notwendig oder nützlich ist, maschinennah zu programmieren.
3. Generation: höhere Programmiersprachen (high level language) Sprachen der 3. Generation unterstützen unmittelbar die Notation von Algorithmen, sie sind weitgehend anwendungsneutral und maschinenunabhängig.
Erste höhere Programmiersprachen entstanden ab Mitte der fünfziger Jahre (FORTRAN, COBOL, ALGOL-60). Weitere Sprachen dieser Generation sind zum Beispiel PASCAL, MODULA-2, PL1, C, ADA, BASIC, SIMULA.
4. Generation: Fourth Generation Language (4GL) Sprachen der 4. Generation sind anwendungsbezogen (applikative Sprachen). Sie stellen i.a. die wichtigsten Gestaltungsmittel von Sprachen der 3. Generation zur Verfügung, zusätzlich jedoch Sprachmittel zur Auslösung von relativ komplexen, anwendungsbezogenen Operationen, beispielsweise zum Zugriff auf Datenbanken und zur Gestaltung von Benutzeroberflächen (SQL).
5. Generation: (Very High Level Language, VHLL) Sprachen der 5.Generation gestatten das Beschreiben von Sachverhalten und Problemen. Sie kommen vor allem im Bereich der KI (künstliche Intelligenz) zum Einsatz. Die Wahl des Problemlösungsweges kann (entsprechend dem Sprachkonzept) dem jeweiligen System (weitgehend) überlassen werden.
Bekanntestes Beispiel für eine Sprache der 5. Generation ist PROLOG.
00-Generation: Objektorientierte Programmiersprachen Objektorientierte Programmiersprachen passen nicht in das bisherige Generationen-Modell. Sie werden daher in der Literatur oft als \"00-Generation\" bezeichnet.
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