- Машинный код (до/вокруг $1940$-$1950$)
- Что решал: прямой контроль над железом, максимальная скорость и минимальные накладные расходы.
- Новые сложности: крайне трудоёмко писать и отлаживать; плохая переносимость между машинами; высокая вероятность ошибок.
- Влияние: формальные основания вычислимости — Тьюринг ($1936$) дали теоретическую модель «универсальной машины», показавшую, что программы можно рассматривать как данные.
- Ассемблер
- Что решал: человеческие мнемоники вместо двоичных кодов, символические метки, макросы — повышалась продуктивность и читаемость.
- Новые сложности: всё ещё зависимость от архитектуры, низкоуровневые детали (адресация, регистры).
- Влияние: постепенный переход к автоматизации трансляции и оптимизации кода.
- Первые языки высокого уровня / компиляторы — Fortran и др. ($1957$)
- Что решал: выражение алгоритмов ближе к математике и предметной области; автоматизация трансляции в эффективный машинный код.
- Новые сложности: разработка компиляторов и оптимизаций; баланс между абстракцией и эффективностью; вопросы переносимости и стандартов.
- Влияние: Backus и Fortran задали практику компиляторов и оптимизирующих трансляций; появились идеи языка как инструмента повышения продуктивности.
- Алгоритмическая/структурная эпоха (Algol, Pascal, C; Дейкстра и т.п.; $1960$-$1970$)
- Что решал: структурирование программ (блоки, процедуры, управление потоком), модульность, понятность кода.
- Новые сложности: управление состоянием и побочными эффектами, необходимость формальных принципов разработки.
- Влияние: Дейкстра («Go To Considered Harmful», $1968$) продвинул структурное программирование; C ($1972$) стал мостом между высокоуровневой выразительностью и системным контролем.
- Функциональное программирование (Lisp $1958$; λ-исчисление — Church $1936$)
- Что решал: представление вычислений как преобразований функций, естественная поддержка рекурсии, первоклассных функций и абстракций над вычислением; удобство для символьной обработки и исследований ИИ.
- Новые сложности: реализация эффективного исполнения (оптимизация хвостовой рекурсии, управление памятью), необходимость сборщика мусора; чистые функции требуют иной стиль проектирования.
- Влияние: Lisp (John McCarthy) ввёл перечисляемые структуры данных, а также идеи garbage collection и метапрограммирования; λ-исчисление дало формальную базу для современного FP (Haskell, ML) и для анализа программ.
- Объектно-ориентированное программирование (Simula $1967$, Smalltalk $1970$)
- Что решал: моделирование сложных систем через объекты, инкапсуляция состояния, наследование и полиморфизм — облегчение проектирования больших систем.
- Новые сложности: сложности дизайна (наследование vs композиция), состояние и побочные эффекты усложняют анализ и параллелизм; возможная потеря производительности.
- Влияние: Simula и Smalltalk дали парадигму, лежащую в основе современных языков (Java, C++, C#), и подходов к проектированию ПО (паттерны, UML).
- Статические типы, формальные методы и теория программ (Hoare, Dijkstra, Milner; $1960$-$1980$)
- Что решал: повышение надёжности через типы, формальную верификацию, доказуемость свойств программ; автоматизация вывода типов и проверок.
- Новые сложности: сложность систем типов (вывод, выразительность vs decidability), порождение новых концепций, требующих теоретической подготовки.
- Влияние: Hoare (логика Хоара), Dijkstra (формальные методы), Milner (ML, система типов и вывод) заложили практики безопасного проектирования и строгой типизации, которые широко используются в промышленности и исследованиях.
- Параллелизм и распределённые вычисления (Actors, CSP, Erlang; $1970$-$1980$)
- Что решал: необходимость масштабирования, отказоустойчивости и асинхронного взаимодействия.
- Новые сложности: гонки, дедлоки, согласованность, сложности отладки распределённых систем.
- Влияние: модель акторов (Hewitt), CSP (Hoare), Erlang (практики надежных распределённых систем) повлияли на современные подходы к concurrency и микросервисам; функциональная неизменяемость помогает избегать гонок.
- Декларативные, логические и специализированные парадигмы (Prolog, SQL, DSL)
- Что решал: выражение «что» нужно получить, а не «как» — удобство для запросов, правил, задач ИИ.
- Новые сложности: эффективность выполнения, ограничения выразительности, необходимость оптимизирующих движков.
- Реактивное и потоковое программирование (FRP, ReactiveX, Elm; концепты $1990$-$2010$)
- Что решал: управление асинхронными потоками событий, пользовательскими интерфейсами и течением данных во времени; упрощение композиции асинхронных операций.
- Новые сложности: семантика времени, backpressure, отладка потоковых цепочек, управление ресурсами и утечки.
- Влияние: FRP и ReactiveX перенесли функциональные идеи (композиция, чистые трансформации) в практику асинхронных систем; Elm и аналогичные языки показали безопасный подход к UI и реактивности.
- Современная практика — интеграция парадигм
- Что решает: сочетание продуктивности, безопасности, параллелизма, переносимости и масштабируемости; инструментальные цепочки (CI/CD), пакетные экосистемы, статический анализ, формальная верификация.
- Новые сложности: сложность стека технологий, необходимость выравнивания абстракций с производительностью и эксплуатацией.
- Влияние исторических работ: теоретические основы Тьюринга и лямбда-исчисления, практические языки Fortran/Lisp/Simula/C, формальные методы Dijkstra/Hoare и разработки в области ИИ (Newell & Simon — «Logic Theorist», GPS — продвинули представление задач и символической обработки) сформировали современную компьютерную науку и инженерную практику.
Краткое резюме: каждый этап повышал уровень абстракции и продуктивность (машинный код → ассемблер → языки высокого уровня → парадигмы: процедурная, функциональная, объектная, реактивная), при этом переносил сложность на другие уровни (компиляторы, рантаймы, анализаторы, модели). Вклад отдельных людей и работ дал теоретическую основу (Тьюринг, Church), практические инструменты (Backus/Fortran, McCarthy/Lisp, Dahl/Nygaard/Simula), методы верификации и типов (Dijkstra, Hoare, Milner) и модели для параллелизма/реактивности (Actors, CSP, FRP), которые напрямую определяют современную практику.